Faits : A. Le 17 mars 1986, l'Office fédéral des transports (OFT) avait octroyé aux Transports publics genevois (TPG) une concession pour les services de trolleybus à Genève et dans sa banlieue avec effet rétroactif au 1er janvier 1986 pour une durée de trente ans, jusqu'au 31 décembre 2015. Le 19 décembre 1986, les TPG avaient été mis au bénéfice de la concession fédérale n° 85/IV pour transporter des personnes, à titre professionnel, par courses régulières, au moyen de véhicules à moteur à Genève et dans sa banlieue. Cette concession a été transformée le 17 décembre 1996 en une concession de zone n°85/V, avec effet au 1er octobre 1996 jusqu'au 30 septembre 2006. Par décision du 7 juin 2002, l'OFT a modifié la concession n° 85, en ce sens que le droit de transport accordé pour transporter des personnes, à titre professionnel, par courses régulières, au moyen de trolleybus était maintenu jusqu'au changement d'horaire 2015 et recouvrait le territoire de l'ensemble des communes du canton de Genève. Le 14 décembre 2006, la concession n° 85 a été renouvelée pour la zone et pour le service de ligne, le service Noctambus, le service Telebus et le service Proxibus, jusqu'au changement d'horaire de décembre 2016. La demande de prolongation de la concession pour le transport de personnes au moyen de trolleybus a été refusée par l'OFT. B. Par décision du 11 janvier 2016, l'OFT a refusé de mettre les TPG au bénéfice d'une nouvelle concession de zone trolleybus et leur a octroyé, en lieu et place, une concession de ligne pour les six lignes de trolleybus actuellement exploitées par eux en application de l'art. 10 al. 1 let. b de l'ordonnance du 4 novembre 2009 sur le transport de voyageurs (OTV, RS 745.11). Depuis 2010, les concessions de lignes constituaient la règle et les concessions de zone l'exception. Au vu de la nouvelle teneur de l'art. 10 al. 1 let. b OTV, qu'il fallait partant interpréter de manière restrictive, le périmètre admis pour les concessions de zone se limitait au territoire de la commune selon le répertoire de l'Office fédéral de la statistique (OFS). Les lignes 2, 6, 7, 10 et 19 sortaient d'une concession de zone ainsi délimitée géographiquement. Ces cinq lignes devaient être transformées en concession de ligne. Les autres lignes auraient pu rester dans la concession de zone : étant donné toutefois qu'il ne restait plus qu'une seule ligne dans la zone, celle-ci, la sixième, devait également être transformée en concession de ligne. L'OFT a également refusé de renouveler la concession pour une durée de 25 ans et a limité sa validité à 10 ans jusqu'au 13 décembre 2025. Depuis 2010, l'art. 15 OTV, contrairement à l'ancien droit qui laissait une marge de manoeuvre plus large ("dans la règle"), fixait le renouvellement pour 10 ans. Cela signifiait que le renouvellement ordinaire des moyens d'exploitation ne constituait plus un motif suffisant pour l'octroi d'une concession d'une plus longue durée au sens de l'art. 15 al. 3 OTV, qui n'était appliqué qu'en présence d'investissements extraordinaires. Comme les acquisitions des moyens présentés ne dépendaient pas de la décision de concession, la demande de renouvellement pour 25 ans (art. 15 al. 2 OTV) devait être refusée. Le 1er février 2017, les TPG ont recouru auprès du Tribunal administratif fédéral contre la décision du 11 janvier 2016. Par arrêt du 23 octobre 2017, le Tribunal administratif fédéral a rejeté le recours déposé par les TPG contre la décision rendue par l'OFT le 11 janvier 2016. C. Agissant par la voie du recours en matière de droit public, les TPG demandent au Tribunal fédéral, sous suite de dépens, d'annuler l'arrêt rendu le 23 octobre 2017 par le Tribunal administratif fédéral et, en substance, de les mettre au bénéfice d'une concession de zone intégrée à la concession pour le transport de voyageurs n° 85 du 13 décembre 2015 pour une durée de 25 ans jusqu'au changement d'horaire de décembre 2040. Ils se plaignent de l'établissement inexact des faits et de la violation du droit fédéral. Le Tribunal administratif fédéral et l'OFT ont renoncé à déposer des observations. Les TPG ont été invités à répliquer.