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世界最古の地下鉄であるロンドン地下鉄 (1863年開業)
地下鉄（ちかてつ、英語:subway、underground）は、地下鉄道（ちかてつどう）の略で、路線の大部分が地下空間に存在する鉄道である。 日本語で言う「地下鉄」について、鉄道事業法、軌道法、鉄道軌道整備法など法令上の定義は存在しない[1]。日本民営鉄道協会が編集した鉄道用語事典においては「都市の地下部分に建設されたトンネルの中を走行する鉄道のこと」と説明している[2]。 英語圏では、路面交通の緩和を目的として地下・高架に建設され、他の交通機関との平面交差による影響を受けない鉄道全般を"rapid transit 地下を通る路線は地下を走行するため景色が存在せず観光用途には向かないが、高架橋の上を通る路線と同様に踏切や交通信号などの存在を介した道路など他の輸送システムとの相互干渉がないため、市街地が密集している大都市の中心部など本来、定時運行が難しい場所でも定時運行が可能であり、踏切事故などの交通事故の危険性も地上の鉄道路線に比べて低い。また地上を走る路線と異なり強風あるいは雨・雪・霧などによる影響も受けることがなく[注 1]、この点も定時性確保に寄与している。運転時の視認性が悪いため、信号などの保安装置より安全なものが採用されていることが多く、衝突事故の危険性も低い。 しかし、低所を走るため排水設備に不備があると水害の危険があり、またオウム真理教による地下鉄サリン事件などテロリズムの脅威もある。また、欧米では防火設備の不十分な古い地下鉄も多く、木製の車両やエレベーターが存在しているところもある。
定義
概要
定時性・安全性
路線の構造
断面
草創期の地下鉄は地表面を掘り下げて箱形のトンネルを造る開削工法によって建設された。開削工法は工事費用が安く済む代わり、トンネルの両壁に当たる箇所に打ち込む連続した土留杭が必要であり打ち込み工事が交通の支障となるばかりか、工期や工事費の関係からも浅いトンネルしか建設できなかった。開削工事はまた、工事中は地表面の仮保護により地上の交通の妨げにならないよう配慮するも、地下鉄建設に関係する資機材や掘り出した土砂の搬出口を地上に設置する必要があり地上交通への影響は避けられなかった。しかしシールド工法の登場で地上・地中の構造物に極力影響を与えることなく地下に路線を建設することを可能にし、工事中に直上道路の車線が減少するなど地上交通や都市景観への影響も極力回避できるようになった。シールド工法により造られたシールドトンネルは土圧に耐えるため通常は円形であるが、プラットフォームを設けるため眼鏡型など特殊形状のシールドマシンを用意した例もある。なおいずれの工法を取る場合においても駅舎建設（地上に設ける出入口を含む）のため一部は開削工法に頼らざるを得ない。なおベイエリアに代表される浅い海には一般に沈埋トンネルが採用されるため箱形であり、地盤状況が許せばNATM工法など山岳トンネルと同じ工法が採用されるため馬蹄形の断面となる。
路線の線形・車両の大きさ
線形について、市街地の地下に路線を通す場合は、国によって事情は異なるが多くの場合、法律や地上の土地所有権などが絡む問題があり、それを回避するため公有地である道路（公道）の地下に通すことが多い[注 2]。道路の地下に路線を建設する場合、路線の形状やルートが都市の構造に依存するため、長い直線的な道路が地上に存在しない場所では路線が複雑に曲がりくねるルートとなり速度制限を受ける。大断面のシールドマシンが準備できないなど工法上の制限や、建設資金上の制限がある場合、時間あたりの輸送人員は低下するが工事費の安くつく小型の車両を採用した路線になりがちである[注 3]。
勾配および地下区間の選定
一般に地下を掘って構造物を造る工事は費用がかさむため、特に郊外の区間において高架区間や地上区間を併用することが一般的である。勾配も車両の性能が許す限り大きめに取りトンネル延長・地上に出るまでの距離のどちらもできるだけ短く留め[注 4]、また凸凹のある地形を利用し、できるだけ明かり区間を長く取る路線選定がなされることがある。
他の交通機関との連携ストラトフォード駅のロンドン地下鉄 (左) 及びグレーター・アングリア
地下鉄と一般鉄道はハード面では互いに独立したシステムとなっている例が大半だが、ドイツ等では路面電車やバスを含めた大規模な共通運賃制度が実施され、ソフト面で連係が進められている例が多い。一部の路線では交通機関同士でダイヤグラムを調整したり、乗り場を同一平面に置くなど、円滑な乗換えが出来るように考慮されている。一方で相次ぐ路線の増設により、駅が離れていたり、経路の案内がわかりづらかったりと（同じ事業者の路線でも）乗継が不便になっている例もまま見受けられる。
なお、郊外電車の運営事業者が都心部で独自の地下線を有するケースがある。この場合、地下鉄と同じ役割を果たしていても地下鉄と認識されない場合が多い。
空港連絡鉄道としても重宝されており、世界の主要な都市の空港では地下鉄が乗り入れを行っているケースが多い。 地下鉄は建設にも維持管理にも莫大な費用を費やす交通機関であることから、大量の輸送需要が見込める都市でないと建設・維持することが難しい。日本で地下鉄のある都市は100万人以上の人口を抱える都市圏である。さらに建設費の償還や維持費の確保のため、他の公共交通機関と比較すると運賃が割高な傾向がある。建設しても需要が予想をはるかに下回ったとき非常に大きな負担となる場合もある。そのため、それほどの需要が見込めない場合は建設費用や維持費用が地下鉄より安いモノレール、新交通システム、LRT、BRTなどが選ばれることが多い。 さらに発展途上国の場合、維持していけるだけの需要が見込めるにもかかわらず経済的に建設できる能力がないとき、先進国からの政府開発援助(ODA)や世界銀行からの融資によって建設されることがある。 第一次世界大戦・第二次世界大戦の際、ロンドン地下鉄が防空壕の役割を果たしたことから、戦争や自然災害などの有事の際の大規模な避難所としての利用が想定されていることがある。その例として休戦状態の韓国ではソウルや釜山などで地下鉄と共に地下街や地下通路が多く整備されており、軍事都市の側面を持ち合わせている。
費用
軍事利用
