Yüksek hızlı demiryolu

Yüksek hızlı demiryolu (YHD) (İngilizce: High-speed rail (HSR)), kendine özgü ray sistemi ve bu sisteme entegre özel raylı taşıtları ile geleneksel demiryolu trafiğinden önemli ölçüde daha hızlı ulaşıma imkân tanıyan demiryolu taşımacılığı türüdür. Dünya çapında bir tek geçerli standart tanım bulunmamakla birlikte, 250 kilometre/saat (160 mph) ve üstü hıza uygun yeni demiryolu hatları ve 200 kilometre/saat (120 mph) ve üstü hıza uygun geliştirilmiş mevcut demiryolu hatları yaygın olarak yüksek hızlı demiryolu olarak kabul edilir.[1]

İlk yüksek hızlı demiryolu hattı olan Tōkaidō Shinkansen, 1964'te Japonya'da hizmete girmiştir ve bu hat yaygın olarak Şinkansen (Japonca: 新幹線, romanize: Shinkansen (Yeni Ana Hat)) ya da Hızlı Tren (Bullet Train) olarak da bilinmektedir.[2] Yüksek hızlı trenler çoğunlukla, büyük bir kurp yarıçapı ile tasarlanarak standart hat açıklıklı (1435 mm) sürekli kaynaklı raylarla inşa edilen, tamamen kendilerine özel ya da kademeli olarak geçiş üstünlüğüne sahip oldukları ortak yüksek hızlı demiryolu hatlarında sefer yaparlar. Japonya, İspanya, Hindistan gibi ülkelerde -neredeyse- sadece standart hat açıklıklı (1435 mm) yüksek hızlı demiryolu hatları bulunmaktadır. Bununla birlikte, eskiden Rus İmparatorluğu'nun bir parçası olan ve geniş hat açıklıklı (Rus (1524 mm)) demiryolu hatlarına sahip olan Rusya, Özbekistan gibi ülkeler Rus hat açıklıklı (1524 mm) yüksek hızlı demiryolu ağı geliştirmeye çalışmışlardır. Ayrıca, şimdiye kadar, dar hat açıklıklı (Cape (1067 mm)) bir demiryolu hattında yolculu ticari işletimde 160 kilometre/saat (99 mph) hıza ulaşan Spirit of Queensland haricinde başka hiçbir dar hat açıklıklı yüksek hızlı demiryolu hizmeti planlanmamış veya inşa edilmemiştir.[3][4]

Almanya, Amerika Birleşik Devletleri, Avusturya, Belçika, Birleşik Krallık, Çin, Danimarka, Fas, Finlandiya, Fransa, Güney Kore, Hollanda, İspanya, İsveç, İsviçre, İtalya, Japonya, Norveç, Özbekistan, Polonya, Portekiz, Rusya, Suudi Arabistan, Tayvan ve Türkiye gibi birçok ülke büyük şehirleri birbirine bağlamak için geçmişte yeni yüksek hızlı demiryolu altyapısı inşa etmişler ve/veya mevcut demiryolu altyapısını geliştirmişlerdir. Günümüzde ise bu ülkeler de dâhil olmak üzere birçok ülke yeni yüksek hızlı demiryolu altyapıları inşa etmeye ve geliştirmeye devam etmektedir. Sadece Avrupa'da yüksek hızlı demiryolu hatları ülkeler arasında da hizmet vermektedir. Çin'de, Aralık 2020 itibarıyla, dünya toplamının üçte ikisinden fazlasını oluşturan 37.900 kilometre (23.500 mi)'den daha fazla yüksek hızlı demiryolu hattı bulunmaktadır.[5][6]

Yüksek hızlı demiryolu taşımacılığı, en hızlı kara tabanlı ticari ulaşım türüdür. Çin, Pekin - Şanghay yüksek hızlı demiryolu'nda 350 kilometre/saat (220 mph) azami hızla işletilen yüksek hızlı trenlerle düzenli işletimdeki en hızlı konvansiyonel (tekerlekli) yüksek hızlı demiryolu hattına sahiptir. Yine Çin'de bulunan ve 2004'te hizmete giren Şanghay Maglev Treni, 430 kilometre/saat (270 mph) azami hızla ticari işletimdeki en hızlı yolculu maglev yüksek hızlı trenidir. 2007'de, bir Euroduplex TGV yüksek hızlı treni ise 574,8 kilometre/saat (357,2 mph) azami hızla rekor kırarak dünyanın en hızlı konvansiyonel tekerlekli yüksek hızlı treni olmuştur.[7] Ayrıca Japonya'da 2027'de faaliyete geçmesi planlanan inşa halindeki maglev yüksek hızlı demiryolu hattı Chūō Shinkansen ile Tokyo'dan Nagoya'ya 500 kilometre/saat (310 mph) ticari hızda yüksek hızlı tren işletilmesi planlanmaktadır.

Yüksek hızlı demiryolu kavramını tanımlamak için dünya çapında birçok farklı tanım kullanılmaktadır.

Avrupa Birliği tarafından yayımlanan Trans-Avrupa yüksek hızlı demiryolu ağı'nın birlikte işletilebilirliğine ilişkin 23 Temmuz 1996 tarih ve 96/48/EC sayılı Konsey Direktifi'nin Ek 1. maddesinde yüksek hızlı demiryolu şu şekilde tanımlanmaktadır:[8]

Uluslararası Demiryolları Birliği (UIC), üç yüksek hızlı demiryolu kategorisi tanımlamaktadır:[9]

Yüksek hızlı ve çok yüksek hızlı demiryolunun üçüncü bir tanımı ise aşağıdaki iki koşulun aynı anda yerine getirilmesini gerektirmektedir:[9][10]

UIC yetkilileri, "tanımları" çoğul kullanmayı tercih ederler, çünkü yüksek hızlı demiryolunun bir tek standart tanımının ve hatta terimlerin standart kullanımlarının ("yüksek hız" veya "çok yüksek hız") olmadığını düşünürler ve tanımlamaları yaparken yüksek hızın sistemi (altyapı, demiryolu araçları ve işletim koşulları) oluşturan tüm unsurların bir kombinasyonu olduğunu belirten 96/48/EC sayılı Konsey Direktifi'nden yararlanırlar. UIC, yüksek hızlı demiryolunun yalnızca belirli bir hızın üzerinde seyahat eden bir tren değil, bir dizi benzersiz özelliğin bileşimi olduğunu belirtir.[1] Konvansiyonel olarak işletilen birçok tren, ticari hizmette 200 kilometre/saat (120 mph) hıza ulaşabilir, ancak bunlar yüksek hızlı tren olarak kabul edilmezler. Yüksek hızlı kabul edilmeyen bu hizmetlere Fransız SNCF'nin işlettiği Intercités ve Alman Deutsche Bahn'ın işlettiği Intercity de dâhildir.

200 kilometre/saat (120 mph) hız kriteri çeşitli nedenlerle seçilmiştir; bu hızın üzerinde, geometrik kusurların etkileri yoğunlaşmakta, yol tutuşu azalmakta, aerodinamik direnç büyük ölçüde artmakta, tünellerdeki basınç dalgalanmaları yolcuların rahatsız olmasına yol açmakta ve sürücülerin yol kenarındaki sinyalleri algılaması zorlaşmaktadır.[9] Standart sinyalizasyon ekipmanları, ABD'de 127 kilometre/saat (79 mph), Almanya'da 160 kilometre/saat (99 mph), Birleşik Krallık'ta 125 mil/saat (201 km/sa) gibi genellikle 200 kilometre/saat (120 mph)'in altındaki geleneksel hız sınırlarıyla sınırlanmaktadırlar. Bu hızların üzerinde pozitif tren kontrolü veya Avrupa Tren Kontrol Sistemi gerekli veya yasal olarak zorunlu hale gelmektedir. Fakat ulusal ve yerel standartlar söz konusu bu uluslararası standartlardan farklı olabilmektedir.

Demiryolu taşımacılığı, hızlı kara taşımacılığının ilk şeklidir ve 20. yüzyılın başlarından motorlu taşıtların ve yolcu uçaklarının geliştirilmesine kadar uzun mesafeli yolcu taşımacılığı üzerinde etkili bir tekele sahip olmuştur. Hız, demiryolu taşımacılığı için her zaman önemli bir faktör olmuştur ve sürekli olarak daha yüksek hızlara ulaşılmaya ve seyahat süreleri kısaltılmaya çalışılmıştır. 19. yüzyılın sonlarında demiryolu taşımacılığı, bugünkü yüksek hızlı olmayan trenlere oranla çok da yavaş değildi ve birçok demiryolu şirketi düzenli olarak 100 kilometre/saat (62 mph) ortalama hıza sahip nispeten hızlı ekspres trenler işletilmekteydi.[11]

Yüksek hızlı demiryolunun gelişimi, 1899'da Almanya'da, Prusya Devlet Demiryolları'nın on elektrik ve mühendislik firmasıyla birleşmesi ve Kraliyet Prusya Askeri Demiryolu'nun (Almanca: Königlich Preußische Militär-Eisenbahn) -Berlin'in Tempelhof-Schöneberg ilçesindeki- Marienfelde Tren İstasyonu ile -Brandenburg eyaletinin Zossen kasabasındaki- Zossen Tren İstasyonu arasında yer alan 23 kilometre (14 mi) uzunluğundaki ilk etabını 10 kV ve 45 Hz üç fazlı elektrik akımı ile elektriklendirmesiyle başlamıştır. Bu hat daha sonra kuzeyde Berlin'in merkezine, güneyde Brandenburg eyaletindeki Jüterbog'a kadar uzatılmış ve toplamda 70,5 kilometre (43,8 mi) uzunluğa ulaşmıştır. Ancak 1919 yılında hattın Berlin ile Zossen arasındaki kısmı sökülmüştür.[12]

Bu hatta kullanılmak üzere Köln'ün Deutz bölgesinde yer alan Waggonfabrik van der Zypen & Charlier (Van der Zypen & Charlier Vagon Fabrikası) tarafından -Siemens & Halske (S&H) ve Allgemeine Elektrizitäts-Gesellschaft (AEG) tarafından geliştirilen elektrikli ekipmanlarla donatılmış- iki adet raylı taşıt üretilmiş ve bu taşıtlar 1902 ve 1903 yılları boyunca test edilmiştir. S&H donanımlı taşıt 23 Ekim 1903'te 206,7 kilometre/saat (128,4 mph) azami hıza ve AEG donanımlı taşıt ise 27 Ekim 1903'te 210,2 kilometre/saat (130,6 mph) azami hıza ulaşmıştır.[12][13] Bu raylı taşıtlar, elektrikli yüksek hızlı demiryolunun ve yüksek hızlı trenin uygulanabilirliğini kanıtlamıştır; ancak, düzenli olarak tarifeli elektrikli yüksek hızlı tren seferlerinin başlaması için hâlâ 30 yıldan fazla bir zaman gerekmekteydi.

Elektrikli demiryollarının çığır açmasından sonra, yüksek hızlı demiryolunun getirilmesini engelleyen şey, açıkça altyapı -özellikle de maliyet- olmuştur. Raydan çıkma, tek hatlı demiryollarında kafa kafaya çarpışma, hemzemin geçitlerde karayolu trafiğiyle çarpışma vb. çeşitli felaketler meydana gelmiştir. Bu dönemde fiziksel yasalar gayet iyi bilinmekteydi, yani hız iki katına çıkarsa, kurp yarıçapı da dört katına çıkarılmalıydı; aynısı hızlanma ve frenleme mesafeleri için de geçerliydi.

1891'de Mühendis Károly Zipernowsky, Viyana ile Budapeşte arasında 250 kilometre/saat (160 mph) hıza uygun elektrikli yüksek hızlı bir demiryolu hattı inşa etmeyi önermiştir.[14] 1893'te ise Dr. Wellington Adams, Chicago'dan St. Louis'e 252 mil (406 km) uzunluğunda bir havai demiryolu hattı inşa etmeyi önermiştir.[15] Sadece 160 kilometre/saat (99 mph) hıza uygun olan bu hat, Zipernowsky'nin teklifinden daha mütevazı ve General Electric'e göre daha gerçekçiydi.

1906'da ABD'deki iki önemli büyük şehir olan Chicago ve New York arasındaki sefer süresini 160 kilometre/saat (99 mph) hıza ulaşabilen elektrikli raylı taşıtları kullanarak on saate indirebilmek için Chicago - New York Elektrikli Havai Demiryolu projesini başlatan Alexander C. Miller'ın daha büyük arzuları bulunmaktaydı. Miller, yedi yıllık bir çabadan sonra, 50 kilometre (31 mi)'den daha kısa bir hattı tamamlamayı başarmıştır.[15] Bu hattın bir kısmı günümüzde hâlâ ABD'deki son şehirlerarası hatlardan biri olarak kullanılmaktadır.

ABD'de, 20. yüzyılın başlarında işletilen bazı şehirlerarası tramvaylar, kendi zamanları için oldukça yüksek hızlıydı. Keza Avrupa'da da -günümüzde hâlâ hizmet veren- benzer şehirlerarası tramvay hatları bulunmaktaydı. Birkaç yüksek hızlı demiryolu teknolojisinin kökeni de söz konusu bu şehirlerarası tramvay hizmetlerine dayanmaktadır.

1903'te -konvansiyonel demiryolu şirketlerinin trenlerini modernize etmeye başlamasından 30 yıl önce- Louisiana Satın Alma Fuarı yetkilileri, yüksek hızlarda rüzgar direncini azaltacak bir raylı taşıtı gövdesi tasarımı geliştirmek için bir dizi test yapmak üzere Elektrikli Demiryolu Test Komisyonu'nu oluşturmuş ve bir dizi uzun testler yapılmıştır.[16] 1905'te, St. Louis Car Company, cer (çekiş gücü) fabrikatörü Henry E. Huntington için 160 kilometre/saat (99 mph) hıza yaklaşan bir raylı taşıt üretmiştir. Bu taşıt bir seferinde Los Angeles ile Long Beach arasında 160 kilometre/saat (99 mph) ortalama hızla 15 dakikada 32 kilometre (20 mi) yol katetmiştir.[17] Bununla birlikte, bu düzeyde bir hız çoğu demiryolu altyapısı için çok ağır bir yük oluşturmaktaydı, bu nedenle de Cincinnati Car Company, J. G. Brill Company ve diğerleri, düşük kalitedeki şehirlerarası demiryollarında son derece yüksek hızlarda sorunsuz bir şekilde çalışabilen hafif yapılara, alüminyum alaşımlarının kullanımına ve alçak seviyeli bojilere öncülük etmişlerdir. Westinghouse ve General Electric, bojilere monte edilebilecek kadar kompakt motorlar tasarlanıştır. 1930'dan itibaren, Cincinnati Car Company tarafından üretilen Red Devils ve diğer bazı araçlar şehirlerarası ticari işletimde yaklaşık 145 kilometre/saat (90 mph) hıza ulaşmıştır. Red Devils araçları, 44 yolcu alabildikleri halde sadece 22 ton ağırlığındaydı.

Demiryolu sanayisindeki ilk kapsamlı rüzgâr tüneli araştırması 1931'de J. G. Brill Company tarafından, Philadelphia and Western Railroad (P&W) Şirketi için üretilen Bullet taşıtları için yapılmıştır. Bu araçlar 148 kilometre/saat (92 mph) hıza kadar çıkabilmekteydi[18] ve bu araçların bazıları neredeyse 60 yıldır hizmet vermektedir.[19] 1907'de P&W'nin karayolları veya diğer demiryolu hatlarıyla hiçbir şekilde kesişmeyen çift hatlı Upper Darby - Strafford demiryolu'nu hizmete almasından bu yana, yaklaşık 110 yıldır, bu hatta işletilen Norristown hafif raylı sistemi hâlâ kullanılmaktadır. Tüm hat mutlak bir blok sinyal sistemi tarafından yönetilmektedir.[20]

15 Mayıs 1933'te Deutsche Reichsbahn, 284,1 kilometre (176,5 mi) uzunluğundaki Berlin - Hamburg demiryolu'nda düzenli olarak sefer yapan dizel motorlu Fliegender Hamburger (DRG Class SVT 877) trenini tanıtmış ve bu tren ile 160 kilometre/saat (99 mph) hızla yeni bir hız rekoru kırılmıştır. Bu trenler, dizel motorlu olsa da esasen aerodinamik çok motorlu bir üniteydi ve trenlerde Jacobs bojisi kullanılmaktaydı.

Fliegender Hamburger'in başarısının ardından, buharla çalışan Henschel-Wegmann Treni geliştirilmiş ve Haziran 1936'da 174,2 kilometre (108,2 mi) uzunluğundaki Berlin - Dresden demiryolu'nda düzenli olarak 160 kilometre/saat (99 mph) hızla hizmet vermeye başlamıştır. 1939'da bu ekspres trenin iptal edilmesinden bu yana bu iki şehir arasında daha hızlı olan hiçbir tren seferi gerçekleşmemiştir (2018 itibarıyla).[21] Ağustos 2019'da Dresden (Neustadt) ile Berlin (Südkreuz) arasındaki seyahat süresi 102 dakikaydı.[22]

Daha fazla teknik gelişme, "Fliegender Züge (Uçan Tren)" olarak adlandırılan bu trenlerin Almanya genelindeki demiryolu ağında[23] kullanılmasına imkân tanımıştır. "Diesel-Schnelltriebwagen-Netz (Dizel Ekspress Tren Ağı)" ise 1934'ten beri planlanmaktadır, ancak hiçbir zaman öngörülen boyuta ulaşamamıştır.

Tüm yüksek hızlı demiryolu hizmetleri, II. Dünya Savaşı'nın başlamasından kısa bir süre önce Ağustos 1939'da durdurulmuştur.[24]

26 Mayıs 1934'te, Fliegender Hamburger'in tanıtılmasından bir yıl sonra, Burlington Demiryolu Şirketi, yeni aerodinamik (streamliner) treni Zephyr ile 124 kilometre/saat (77 mph) ortalama ve 185 kilometre/saat (115 mph) azami hızla uzun mesafede bir ortalama hız rekoru kırmıştır. Zephyr paslanmaz çelikten yapılmış ve Fliegender Hamburger gibi dizel motorluydu, Jacobs bojisiyle eklemlenmişti ve ticari hız olarak 160 kilometre/saat (99 mph) azami hıza ulaşabilmekteydi.

Bir başka streamliner güzergâhı ise 11 Kasım 1934'te Kansas City ve Lincoln arasında yapılan ilk seferle -ancak rekordan çok daha düşük bir hızda (ortalama 74 kilometre/saat (46 mph))- hizmete girdi.[25]

1935'te Milwaukee Yolu Şirketi, buharlı lokomotifler tarafından 160 kilometre/saat (99 mph) hızla çekilen Hiawatha Sabah Treni hizmetini tanıtmıştır. 1939'da, dünyanın en büyük demiryolu şirketi olan Pensilvanya Demiryolu, 161 kilometre/saat (100 mph) hızla 1200 tonluk yolcu trenini çekebilecek şekilde tasarlanmış, çift motorlu buharlı lokomotif olan S1'i tanıtmştır. S1 lokomotifi, 1940'ların sonlarından itibaren New York ve Chicago arasında işletilen -ve oldukça popüler olan- önde gelen yataklı tren Trail Blazer'ı çekmek için görevlendirilmiş ve bu hizmete ömrü boyunca sürekli olarak 161 kilometre/saat (100 mph) hız değerine ulaştırmıştır. Bunlar, buhar gücünü kullanan son "yüksek hızlı" trenlerdir. 1936'da Chicago'dan -Twin Cities (İkiz Şehirler) olarak bilinen- Minneapolis ve Saint Paul'e sefer yapan ve 101 kilometre/saat (63 mph) ortalama hızla işletilen Twin Cities Zephyr hizmete girmiştir.[26]

Bu trenlerin birçoğu, demiryolu ağının çoğunda 127 kilometre/saat (79 mph) azami hız yapabilen modern Amtrak treni halefleriyle karşılaştırılabilir veya hatta onlardan daha iyi sefer sürelerine sahiptirler.

Alman yüksek hızlı demiryolu ağının gelişimini, 1938'de İtalya'da, Bologna ve Napoli arasında işletilen ve 200 kilometre/saat (120 mph) azami hız yapabilmesi için tasarlanan ETR 200 EMU takip etmiştir. ETR 200 ticari seferlerde 160 kilometre/saat (99 mph) ortalama hıza ulaşmış ve 1938'de Milano yakınlarında 203 kilometre/saat (126 mph) hız ile dünya ortalama hız rekorunu kırmıştır.

Aynı yıl Birleşik Krallık'ta modern buharlı lokomotif Mallard, 202,58 kilometre/saat (125,88 mph) hızla buharlı lokomotifler için olan resmî dünya hız rekorunu kırmıştır. Buharlı lokomotiflerdeki dıştan yanmalı motorlar ve kazanlar büyük, ağır ve bakımı zaman ve emek yoğun olduğu için yüksek hız için buhar gücünün günleri sayılıydı.

1945'te İspanyol mühendis Alejandro Goicoechea ve iş adamı José Luis de Oriol, mevcut konvansiyonel raylarda çağdaş yolcu trenlerinden daha yüksek hızlarda çalışabilen aerodinamik, mafsallı bir tren geliştirmiştir. Bu, lokomotife ve vagonlara, bir Y-bar kuplörü ile bağlanan, her vagon ucu için bir aks seti kullanan benzersiz bir aks sistemi sağlanarak başarılmıştır. Diğer avantajların yanı sıra, bu sistemde kütle merkezi normalin sadece yarısı kadar yüksektir.[27] Bu sistem Talgo (İspanyolca: Tren Articulado Ligero Goicoechea Oriol (Talgo), romanize: Goicoechea - Oriol Hafif Mafsallı Treni) adı altında ünlenmiş ve yarım yüzyıl boyunca yüksek hızlı trenlerin İspanya menşeli ana tedarikçisi olmuştur.

1950'lerin başında, Fransız Ulusal Demiryolları (SNCF) yeni güçlü CC 7100 elektrikli lokomotiflerini almaya ve daha yüksek hızlarda işletim yapmayı incelemeye ve değerlendirmeye başlamıştır. 1954'te, tüm ekipmanlarıyla tam bir tren setini çeken CC 7121, standart hat açıklıklı demiryolu hattındaki bir test sırasında 243 kilometre/saat (151 mph) gibi rekor sayılabilecek bir hıza ulaşmıştır. Ertesi yıl, özel olarak tasarlanmış iki elektrikli lokomotif, CC 7107 ve prototip BB 9004, yine standart hat açıklıklı bir hatta sırasıyla 320 kilometre/saat (200 mph) ve 331 kilometre/saat (206 mph) hıza ulaşarak önceki hız rekorlarını kırmıştır.[28] İlk kez, 300 kilometre/saat (190 mph) hız sınırı aşılarak, daha yüksek hızlı hizmetler fikrinin geliştirilmesine imkân tanınmış ve daha ileri mühendislik çalışmaları başlatılmıştır. Özellikle 1955 yılı hız rekorları sırasında, tehlikeli bir avlanma salınımı sonucu, bojilerin sallanarak dinamik istikrarsızlığa sebep olduğu ve potansiyel raydan çıkmalara yol açtığı keşfedilmiştir. Bu sorun, günümüzde yüksek hızlarda güvenli çalışmayı sağlayan yalpalama damperi ile çözülmüştür. Pantograflar tarafından yüksek hızda -20 yıl sonra Zébulon TGV'nin prototipinde çözülmüş olan- "akım koşumları" sorunu hakkında da araştırma yapılmıştır.

II. Dünya Savaşı'ndan sonra yoğun nüfuslu Tokyo - Osaka koridorunda yaşayan yaklaşık 45 milyon insanla, karayolu ve demiryolundaki tıkanıklık ciddi bir sorun haline gelmiş[29] ve Japon hükûmeti yeni bir yüksek hızlı demiryolu hizmeti hakkında ciddi şekilde düşünmeye başlamıştır.

1950'lerde Japonya, güvenlik nedenleriyle petrol ithal etmek istemeyen, ancak milyonlarca insanı şehirlerarasında taşımak için de bir çözüme ihtiyaç duyan kalabalık, ancak kaynakları sınırlı bir ülkeydi.

Japon Ulusal Demiryolları (JNR) mühendisleri daha sonra yüksek hızlı düzenli toplu taşıma hizmetinin gelişimini incelemeye başladılar. Mühendisler 1955'te Fransa'nın Lille şehrinde düzenlenen Elektroteknoloji Kongresi'nde hazır bulundular ve 6 aylık bir ziyaret sırasında JNR'nin baş mühendisi, SNCF'nin "Elektrikli Cer Çalışmaları Departmanı (DETE)"nda müdür yardımcısı olan Marcel Tessier'e eşlik etmiştir.[28] JNR mühendisleri, demiryolu ceri için alternatif akım ve uluslararası standart hat açıklığı dâhil olmak üzere gelecekteki trenlerinde kullanacakları bir dizi fikir ve teknolojiyle Japonya'ya geri dönmüşlerdir.[30]

1957'de Büyük Tokyo Metropolü'ndeki özel Odakyu Electric Railway'de çalışan mühendisler, Odakyu 3000 serisi SE EMU'yu piyasaya sürmüştür. Bu EMU treni, 145 kilometre/saat (90 mph) hızla dar hat açıklıklı demiryolları için bir dünya rekoru kırmış ve Odakyu mühendislerine standart hat açıklıklı yüksek hızlı demiryollarını güvenli ve güvenilir bir şekilde inşa edebileceklerine dair güven aşılamıştır.[31] Rusya, Finlandiya ve Özbekistan istisna olmak üzere, dünyadaki tüm yüksek hızlı demiryolu hatlarında -eski hatlar için tercih edilen hat açıklığının farklı olduğu ülkelerde bile- hâlâ standart hat açıklığı kullanılmaktadır.

Shinkansen adlı bu yeni hizmet, -dar hat açıklıklı hatlardan %25 daha geniş olan- standart hat açıklıklı sürekli kaynaklı rayla inşa edilen demiryolu hatları ve bu hizmete özel olarak tasarlanmış 250 kilometre/saat (160 mph) azami hız yapabilen yeni demiryolu araçları kullanarak Tokyo ile Osaka arasında yeni bir bağlantı sağlamıştır. Ancak Dünya Bankası, projeyi desteklerken, ekipmanın tasarımını bu hız için kanıtlanmamış olarak değerlendirmiş ve azami hızı 210 kilometre/saat (130 mph) olarak belirlemiştir.[28]

İlk fizibilite testlerinden sonra proje hızlandırılmış ve hattın ilk bölümünün inşasına 20 Nisan 1959'da başlanmıştır.[32] 1963'te, yeni demiyolu hattında, test sürüşleri 256 kilometre/saat (159 mph) azami hıza ulaşmıştır. İnşaat çalışmalarının başlamasından beş yıl sonra, Ekim 1964'te, Tokyo Olimpiyat Oyunları için tam zamanında, iki şehir arasında ilk modern yüksek hızlı demiryolu olan Tōkaidō Shinkansen hizmete girmiştir.

İlk Shinkansen trenleri, Kawasaki Heavy Industries tarafından üretilen 0 serisi Shinkansen (Japonca: 弾 丸 列車, romanize: Dan Maru Ressha ya da İngilizce: Bullet Train, romanize: Hızlı Tren), ticari hizmette önceki hızlı trenleri geride bırakmıştır. Bu trenler, 210 kilometre/saat (130 mph) azami hıza ve Nagoya ve Kyoto'daki ara istasyonlarla birlikte ortalama 162,8 kilometre/saat (101,2 mph) hıza ulaşarak hem Tokyo ile Osaka arasındaki 515 kilometre (320 mi) mesafeyi 3 saat 10 dakikada kat etmişler hem de yolculu ticari işletimde yeni bir dünya rekoru kırmışlardır.[33]

Hız, yalnızca Shinkansen devriminin bir parçası değildir: Shinkansen, topluma yüksek hızlı demiryolu yolculuğu imkânı da tanımıştır. Başlangıçta 12 vagonlu olan Shinkansen trenlerinin vagon sayısı sonraki versiyonlarda 16'ya çıkarılmış[34] ve çift katlı trenler ile yolcu kapasitesi daha da artırılmıştır.[35][36]

Üç yıl sonra 100 milyondan fazla yolcu hızlı trenleri kullanmış ve 1976'da bir milyar yolcu hedefine ulaşılmıştır. 1972'de hat 161 kilometre (100 mi) daha uzatılmıştır. Sonrasında yapılan yeni hat inşaatlarıyla -Mart 2020 itibarıyla, şu anda inşa halinde olan ve Mart 2023 ile 2031 yılı arasında kademeli olarak hizmete girecek olan 399 kilometre (248 mi) uzunluğundaki uzantı da dâhil- yüksek hızlı demiryolu ağı 3.058 kilometre (1.900 mi)'ye kadar genişlemiştir. 1964'ten bu yana tüm sistem üzerindeki kümülatif (toplam) patronaj (müşteri) sayısı, hiçbir tren yolcusu ölümü olmaksızın (intiharlar, perondan düşen yolcular ve iş kazaları ölümle sonuçlanmıştır), dünya nüfusunun yaklaşık %140'ına eşdeğer olan 10 milyar kişinin üzerindedir.[37]

Japonya'nın Shinkansen sistemleri piyasaya sürüldükleri günden bu yana, yalnızca işletim hızlarını artırmakla kalmayıp, sürekli olarak bir iyileştirme sürecinden geçmektedirler. Tünel gürültüsü, titreşim, aerodinamik sürtünme, daha düşük patronajlı hatlar ("mini shinkansen"), deprem ve tayfun güvenliği, fren mesafesi, kardan kaynaklanan sorunlar ve enerji tüketimi gibi çeşitli sorunları ele alan bir düzineden fazla tren modeli üretilmiştir (yeni nesil trenler, daha yüksek hızlara ulaşabilmelerine rağmen, ilk nesil trenlerden iki kat daha fazla enerji verimlidirler).[38]

43 kilometre (27 mi) uzunluğundaki Yamanashi Test Parkuru'nda onlarca yıllık araştırma ve başarılı testlerden sonra, JR Central günümüzde maglev Shinkansen trenleri için Chūō Shinkansen olarak bilinen bir yüksek hızlı demiryolu hattı inşa etmektedir. Yeni inşa edilen bu hat, temelde hâlâ geleneksel olarak raylara sahiptir ve bu sistemde işletilecek araçlarının da tekerlekleri bulunmaktadır. Bu durum, istasyonlarda pratik bir amaca hizmet etmenin yanı sıra elektrik kesintisi durumunda da hatlarda güvenliği sağlamaya yaramaktadır. Bununla birlikte, normal işletimde, tren manyetik kaldırma etkisinin devreye girdiği belirli hızlara ulaştığında tekerlekleri katlanmaktadır. İnşa edilen hattın, 2037'ye kadar Tokyo ve Osaka'yı birbirine bağlaması ve Tokyo'dan Nagoya'ya kadar olan bölümün ise 2027'ye kadar hizmete girmesi beklenmektedir.[39] Chūō Shinkansen hattında ortalama hızın 505 kilometre/saat (314 mph) olması beklenmektedir. Birinci nesil trene, test parkurunu ziyaret eden turistler de binebilmektedir.

Çin iki ayrı maglev yüksek hızlı demiryolu sistemi geliştirmektedir.

Avrupa kamuoyu yüksek hızlı tren ile Haziran 1965'te Münih'te düzenlenen Uluslararası Taşımacılık Fuarı sırasında, Deutsche Bundesbahn (Almanya Federal Cumhuriyeti Demiryolları) Müdürü Dr. Öpfering'in Münih ve Augsburg arasında Class 103 trenleri ile 200 kilometre/saat (120 mph) hızla 347 adet gösteri gerçekleştirmesiyle tanışmıştır. Aynı yıl, bir Fransız hovercraft monoray tren prototipi olan Aérotrain, işletme günlerinde 200 kilometre/saat (120 mph) hıza ulaşmıştır.[28]

1964'te 210 kilometre/saat (130 mph) hıza ulaşan Japon Shinkansen'in piyasaya sürülmesinden, 1965'te 200 kilometre/saat (120 mph) hıza ulaşan Alman hız rekoru gösterilerinden ve jet motorunun kanıtlı tasarımı olan Aérotrain'in ortaya çıkmasından sonra bile SNCF'nin en hızlı trenleri yine de 160 kilometre/saat (99 mph) hızla işletilmekteydi.[28]

1966'da Fransız Bayındırlık Bakanı Edgard Pisani mühendislere ulusal demiryolu altyapısı 200 kilometre/saat (120 mph) hıza uygun hale getirmeleri için on iki ay süre vermiştir.[28] Bu çalışmalar için seçilen Paris - Toulouse demiryolu'nda kurp yarıçapı revizyonu yapılmış, özellikle sinyalizasyon altyapısı olmak üzere iyileştirmeler yapılarak azami hız 140 kilometre/saat (87 mph)'ten 200 kilometre/saat (120 mph)'e çıkarılmış ve raylı taşıtlarda "kabin içi sinyalizasyon sistemi" geliştirilmiştir.

Ertesi yıl, Mayıs 1967'de, Paris ile Toulouse arasında TEE tarafından 200 kilometre/saat (120 mph) azami hızla düzenli olarak işletilen, klasik UIC vagonlarını çeken özel olarak uyarlanmış BB 9200 lokomotifleri ve tam kırmızı rengiyle, Le Capitole hizmete girmiştir.[28] Le Capitol trenleri 713 kilometre (443 mi) uzunluğundaki hatta 119 kilometre/saat (74 mph) ortalama hıza ulaşmıştır.[44]

Aynı yıl, Aérotrain prototipi 02, yarı ölçekli bir test parkurunda 345 kilometre/saat (214 mph) azami hıza, 1969'da da yine aynı parkurda 422 kilometre/saat (262 mph) azami hıza ulaşmıştır. 5 Mart 1974'te ise jet motorlu tam ölçekli ticari prototip I80HV 460 kilometre/saat (290 mph) azami hıza ulaşmıştır.[45][46][47]

Japonya'nın ilk yüksek hızlı Shinkansen'nin hizmete girmesinin ardından, Başkan Lyndon B. Johnson, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Refah Devleti (Great Society) altyapı inşa girişimlerinin bir parçası olarak, Kongre'den demiryollarındaki azami hızları artırmanın bir yolunu bulmasını istemiştir.[48] Bu talep üzerine, Kongre'de, 1965 tarihli "Yüksek Hızlı Kara Taşımacılığı Yasası (High-Speed Ground Transportation Act)" iki partinin ezici desteğiyle kabul edilmiş ve 1969'da New York, Philadelphia ve Washington, DC arasında 200 kilometre/saat (120 mph) azami ve 145 kilometre/saat (90 mph) ortalama hızla düzenli sefer yapan Metroliner trenleri hizmete girmiş ve bu güzergâhtaki sefer süresi 2 saat 30 dakikaya kadar kısalmıştır.[49] Penn Central'ın ana hattında, United Aircraft Corporation TurboTrain (UAC TurboTrain) Şirketi, General Electric destekli bir Metroliner treniyle 1967'deki bir yarışmada 275 kilometre/saat (171 mph) azami hızla rekor kırmıştır.[50]

1976'da British Rail, High Speed Train (HST) markası altında InterCity 125 dizel-elektrikli tren setlerini kullanarak 201 kilometre/saat (125 mph) hıza ulaşabilen bir yüksek hızlı demiryolu hizmeti başlatmıştır. Bu trenler düzenli serviste dizel motorla çalışan en hızlı trenlerdi ve hız ve ivme açısından 160 kilometre/saat (99 mph) hızla işletilen öncülerinden daha iyilerdi. InterCity 125 trenleri, 2019 itibarıyla hâlâ düzenli olarak işletilen en hızlı dizel motorlu yüksek hızlı demiryolu hizmetidir.[51] Bu trenler, her iki ucunda bulunan lokomotifleri ve onların aralarında bulunan vagonları ile tersine çevrilebilir çok vagonlu bir set gibiydi. Örneğin bu tren hizmetiyle Londra (King's Cross) ile Edinburgh (Waverley) arasında yer alan Doğu Sahili Ana Hattı (East Coast Main Line)'ndaki seyahat süresi bir saat kadar kısalmış ve yolcu sayısı da artmıştır.[kaynak belirtilmeli] 2019 itibarıyla bu trenlerin çoğu hala hizmettedir ve özel tren işletmecileri genellikle lokomotifleri değiştirmek yerine onları yeni motorlarla güçlendirmeyi tercih etmektedirler.

Ertesi yıl, 1977'de, Almanya nihayet Münih - Augsburg demiryolu'nda 200 kilometre/saat (120 mph) azami hızla işletilen yeni bir yüksek hızlı demiryolu hizmetini başlatmıştır. Aynı yıl İtalya, 250 kilometre/saat (160 mph) azami hız için tasarlanmış, ancak FS E.444 lokomotifler tarafından 200 kilometre/saat (120 mph) azami hızla çekilen ve Avrupa'daki ilk yüksek hızlı demiryolu hattı olan ve Direttissima olarak da bilinen Floransa - Roma yüksek hızlı demiryolu'nu hizmete açmıştır. Yine aynı yıl Fransa'da, Aérotrain projesinin siyasi nedenlerle TGV lehine terk edildiği de görülmüştür.

CC 7100'ün 1955'teki hız rekorunun ardından, SNCF'nin iki departmanı yüksek hızlı demiryolu hizmetlerini incelemeye başladı. 1964'te, SNCF'nin "Benzinli Cer Çalışmaları Departmanı (DETMT)", gaz türbinlerinin kullanımını araştırdı: dizel motorlu bir lokomotif gaz türbini ile modifiye edildi ve üretilen prototip "TGV (Train à Grande Vitesse)" olarak adlandırıldı.[28] Bu prototip 1967'de 230 kilometre/saat (140 mph) azami hıza ulaştı ve gelecekteki Turbotrain ve -gerçek- TGV için bir referans oluşturdu. Ayrıca, 1966'da kurulan yeni "Araştırma Departmanı" ise "C03: Yeni altyapı (raylar) üzerinde demiryolları imkânları" kodlu bir proje de dâhil olmak üzere çeşitli projeler üzerinde çalıştı.[28]

1969'da "C03 projesi" kamu idaresine devredildi ve Alstom ile "TGV 001" adlı iki set gaz türbinli yüksek hızlı tren prototipinin yapımı için bir sözleşme imzalandı. Her iki prototip de tren setinin her iki ucunda iki adet gaz türbinli motorla çalışan birer lokomotiften ve bu lokomotiflerin aralarında yer alan beş vagondan oluşmaktaydı ve tren setlerinde, sürtünmeyi azaltan ve güvenliği artıran Jacobs bojisi kullanılmıştı.[52][53][54]

1970'te DETMT tarafından geliştirilen Turbotrain, Paris ile Cherbourg arasında sefer yapmaya başladı. Fakat, Turbotrain 200 kilometre/saat (120 mph) azami hızda işletilmek üzere tasarlanmasına rağmen, 160 kilometre/saat (99 mph) hızda işletilmekteydi. Bu trenlerde gaz türbini ile çalışan çok sayıda eleman kullanılmıştı ve bu trenler mekik (shuttle) servisleri ve düzenli yüksek hızlı sefer tarifeleri de dâhil gelecekteki TGV hizmetlerinin temelini oluşturdu.[28]

1971'de, -günümüzde "TGV Sud-Est" olarak bilinen- C03 projesi, Bertin'in Aérotrain'ine karşı hükûmet tarafından desteklendi.[28] Bu tarihe kadar, Aérotrain'i destekleyen Fransız Arazi İskan Komisyonu (DATAR) ile konvansiyonel demiryolunu destekleyen SNCF ve onun bağlı olduğu bakanlık arasında siyasi bir rekabet bulunmaktaydı. C03 projesi, Paris ve Lyon arasında 260 kilometre/saat (160 mph) hızla çalışan yeni çok motorlu yüksek hızlı trenler ve yeni bir yüksek hızlı demiryolu hattını içermekteydi. O zamanlar konvansiyonel Paris - Lyon demiryolu zaten tıkanmıştı ve yeni bir demiryolu hattının inşası gerekliydi; ne çok kısa (yüksek hızların uçtan uca sürelerde sınırlı kazanım sağladığı) ne de çok uzun (uçaklarla şehir merkezinden şehir merkezine seyahat süresinin daha kısa olduğu) olan bu yoğun koridor, yeni hizmet için en iyi seçim oldu.

1973 Petrol Krizi, petrol fiyatlarını önemli ölçüde artırdı. De Gaulle'ün "enerjide kendi kendine yeterlilik" ve nükleer enerji politikalarının sürekliliğinde, 1974'te alınan bir bakanlık kararı ile gelecekteki TGV o günlerde oldukça pahalı olan gaz türbininden tam elektrik enerjisine çevrildi. Bu değişiklik sebebiyle de 306 kilometre/saat (190 mph) azami hıza ulaşan çok yüksek hızlarda test edilmek üzere "Zébulon" adlı bir elektrikli lokomotif geliştirdi ve bu lokomotif 300 kilometre/saat (190 mph) üzerindeki hızlara dayanabilen pantograflar geliştirmek için de kullanıldı.[28]

Gaz türbinli "TGV 001" prototipi ve elektrikli "Zébulon" ile 1977'de yapılan yoğun testlerden sonra SNCF, Alstom - Francorail - MTE çalışma grubuna 87 adet TGV Sud-Est tren seti siparişi verdi.[28] Çalışma grubu, her iki ucunda birer tane olmak üzere iki adet elektrikli lokomotif tarafından çekilen ve birbirine Jacobs bojisi ile eklemlenmiş kalıcı olarak birleştirilen sekiz vagondan oluşan "TGV 001" konseptini kullandı.

1981'de, yeni Paris - Lyon yüksek hızlı demiryolu'nun ilk etabı hizmete girdi ve hatta çalışan trenler 260 kilometre/saat (160 mph) -çok kısa bir süre sonra da 270 kilometre/saat (170 mph)- azami hıza ulaştı. Hem kendine özel yüksek hızlı demiryollarını hem de konvansiyonel demiryollarını kullanabilen TGV, ülkedeki her şehre daha kısa seyahat sürelerinde ulaşma imkânı sundu. TGV'nin hizmete girmesinden sonra bazı güzergâhlardaki hava trafiği azalmış ve hatta tamamen ortadan kalktı.[28] TGV, 1981'de 380 kilometre/saat (240 mph), 1990'da 515 kilometre/saat (320 mph) ve 2007'de 574,8 kilometre/saat (357,2 mph) ile hız rekorları kırdı, ancak bu rekor hızlar operasyonel tren hızları değil, test hızlarıydı.

Fransız TGV'nin ardından 1991'de Almanya, yeni inşa edilen Hannover - Würzburg yüksek hızlı demiryolu'nda 280 kilometre/saat (170 mph) azami hızda işletilen InterCityExpress (ICE)'in lansmanı ile Avrupa'da yüksek hızlı demiryolu taşımacılığı hizmetini başlatan ikinci ülke olmuştur. Alman ICE yüksek hızlı treni TGV trenlerine benzemektedir, tren setlerinin her iki ucunda da özel aerodinamik elektrikli lokomotifler ve bu iki lokomotif arasında da değişken sayıda vagon bulunmaktadır. TGV'den farklı olarak, vagonların -vagon başına- iki konvansiyonel bojisi bulunmakta ve vagonlar birbirinden ayrılabilmektedir, bu da trenin uzatılmasına veya kısaltılmasına imkân tanımaktadır. Bu başlangıç, 1988'de 406 kilometre/saat (252 mph) hıza ulaşarak dünya hız rekorunu kıran, orijinal adı Intercity Experimental olan Intercity Experimental (ICE V) prototipi ile yürütülen on yıllık bir çalışmanın sonucudur.

Avrupa'da inşa edilen en eski yüksek hızlı demiryolu, İtalya'daki "Direttissima" olarak da bilinen Floransa - Roma yüksek hızlı demiryolu'dur. Demiryolu hattı 1978 ve 1992 yılları arasında inşa edilmiş ve FS E.444 3 kV DA lokomotiflerin çektiği trenlere hizmet veriştir. Ancak, 1980'lerin sonlarına kadar daha eksiksiz bir yüksek hızlı demiryolu ağı planlanmamıştır. İlk proje, yüksek hızlı demiryolu ağının doğu-batı ekseninde Torino - Trieste arasında ve kuzey-güney ekseninde Roma üzerinden Milano - Salerno arasında iki ana eksende geliştirilmesini öngörmektedir. Günümüze kadar bu projenin sadece Torino - Brescia, Padova - Venedik ve Milano - Salerno arasındaki bölümleri inşa edilmiştir, Brescia - Padova arasındaki 150 kilometre (93 mi) uzunluğundaki bölümü ise inşa halindedir. Bu arada, ana çalışma alanı olarak, uluslararası Mont d'Ambin Zemin Tüneli'nin yapımını da içeren Torino - Lyon yüksek hızlı demiryolu, Milano - Cenova, Salerno - Reggio Calabria ve Sicilya'da Palermo - Katanya - Messina arası gibi yeni bölümler planlanmıştır -(anakaradaki Reggio Calabria ile Sicilya'daki Messina arasında olası Messina Boğazı Köprüsü'nün inşasının ardından son sayılan iki bölüm birbirine bağlanacaktır).

İtalya'da yüksek hızlı demiryollarının özellikleri oldukça benzersizdir. Aslında yüksek hızlı demiryolu ağı, "yüksek hız"a ek olarak "yüksek kapasite" (İtalyanca "alta capacità") amacıyla da tasarlanmıştır. "Yüksek kapasite", yükün yüksek hızda geçişine izin veren (özellikle de demiryolu trafiğinin izlenmesi ve rayların kapasitesindeki artışla ilgili) bir dizi teknik özellikten oluşmaktadır. Çin'de de farklı teknolojilerle mevcut olan bu son özellik ve İtalyan yarımadasının özellikle kuzeydeki dağlık bölgesinin özellikleri, inşaat maliyetlerinde kilometre başına 20 ila 68 milyon € arasında çok yüksek artışlara neden olmuştur. Ayrıca, Fransa gibi diğer ülkelerin ağlarından farklı olarak, İtalya'da yüksek hızlı demiryolları, normal ağlardan tamamen bağımsız olarak, çok düz ve doğrusal yörüngeler izleyerek inşa edilmiştir. Sadece daha yeni hatların geliştirilmesinde (Napoli - Bari veya Palermo - Katanya - Messina gibi) mevcut hatlara müdahale edilmesi ve hatların daha lineer (doğrusal) hale getirilerek performansın ve hızın artırılması tercih edilmiştir.

İtalya'daki yüksek hızlı demiryollarında hizmet veren trenler, devlet şirketi Trenitalia tarafından işletilen Frecciarossa 1000, Frecciarossa, Frecciargento ve özel şirket Nuovo Trasporto Viaggiatori tarafından işletilen .italo'dur.

1992'de İspanya'da, Barselona Olimpiyat Oyunları ve Sevilla Expo'92 için tam zamanında, -geniş hat açıklıklı (İber (1668 mm)) diğer tüm İspanyol demiryolu hatlarından farklı olarak- 25 kV AA elektrifikasyonlu ve standart hat açıklıklı (1435 mm) Madrid - Sevilla yüksek hızlı demiryolu hizmete girmiştir. Bu gelişme, Renfe Operadora tarafından işletilen -İspanyol yüksek hızlı demiryolu hizmeti- AVE'de, tasarımda doğrudan Fransız TGV trenlerinden türetilerek Alstom tarafından üretilen AVE Class 100 tren setlerini kullanarak yüksek hızlı tren hizmetinin başlamasına imkân tanımıştır. Bu hizmet çok popüler olmuş ve İspanya'da yüksek hızlı demiryolu alanında gelişme hızla devam etmiştir.

2005'te İspanyol hükûmeti, 2020'ye kadar nüfusun en az yüzde 90'ının AVE hizmeti verilen bir istasyona 50 kilometre (31 mi) mesafede yaşayacağını öngören iddialı bir plan (PEIT 2005-2020)[55] duyurmuştur. İspanya, Avrupa'daki en büyük YHD ağını kurmaya başlamış: 2011 itibarıyla, yeni hatların beşi hizmete girmiştir (Madrid - Zaragoza - Lleida - Tarragona - Barselona, Córdoba - Málaga, Madrid - Toledo, Madrid - Segovia - Valladolid, Madrid - Cuenca - Valensiya) ve 2.219 kilometre (1.379 mi) uzunluğundaki kısım ise inşa halindedir.[6] 2013'ün başlarında hizmete giren Perpignan - Barselona yüksek hızlı demiryolu, hizmet verdiği Paris, Lyon, Montpellier ve Marsilya'ya giden trenlerle komşu ülke Fransa ile bağlantı sağlamaktadır.

1992'de Amerika Birleşik Devletleri Kongresi, Amtrak'a Kuzeydoğu Koridoru'nun Boston ile New York arasındaki kısmında hizmet iyileştirmeleri üzerinde çalışmaya başlamasına izin veren "Amtrak Yetkilendirme ve Geliştirme Yasası"nı kabul etmiştir. Birincil hedefler, Connecticut'taki New Haven'ın kuzeyindeki hattı elektriklendirmek, hemzemin geçitleri ortadan kaldırmak ve -o zamanlar 30 yaşında olan- Metroliner trenlerini yeni trenlerle değiştirmek ve böylece de Boston ile New York arasındaki mesafenin 3 saat veya az sürmesini sağlamaktır.

Amtrak, aynı yıl New York ile Washington, DC arasındaki tamamen elektrikli olan hat boyunca iki treni, İsveç menşeli X 2000 ve Almanya menşeli ICE 1'i test etmeye başlamıştır. Yetkililer, yana yatma (yalpalama) tertibatına sahip olduğu için X2000'i tercih etmişlerdir. Ancak, İsveçli üretici, Birleşik Devletler'in ağır şartlar içeren demiryolu düzenlemeleri ve diğer prosedürlerin sebep olduğu külfetin yanı sıra, trenin ağırlığını artıracak taleplerin tasarımı büyük ölçüde değiştirmeyi gerektirmesi sebebiyle, sözleşmeye hiçbir zaman teklif vermemiştir. Sonunda, Fransa menşeli TGV'den türetilen ve Alstom ve Bombardier tarafından üretilen özel yapım bir yalpalı tren sözleşmeyi kazanmış ve Aralık 2000'de hat hizmete girmiştir.

Yeni hizmete "Acela Express" adı verilmiş ve bu hizmet Boston, New York, Philadelphia, Baltimore ve Washington, DC'yi birbirine bağlamıştır. Ancak bu hizmet, Boston ve New York arasında seyahat süresini 3 saate indirme hedefini karşılayamamıştır. Acela Express, Rhode Island ve Massachusetts eyaletlerinden geçen güzergâhında, -ortalama hızını sınırlayan- kısmen normal hatlarda çalıştığı ve sadece bu güzergâhın küçük bir bölümünde 240 kilometre/saat (150 mph) azami hıza ulaşabildiği için sefer süresi 3 saat 24 dakika olmuştur.[56][57]

Kasım 2021 itibarıyla, ABD'de Kuzeydoğu Koridoru'ndaki yüksek hızlı demiryolu geliştirmelerinin yanı sıra, Kaliforniya'da inşa halinde olan Kaliforniya yüksek hızlı demiryolu,[58] Teksas'ta Texas Central Railway tarafından inşa edilmesi planlanan gelişmiş bir demiryolu altyapısı planlaması ve ülkenin Pasifik Kuzeybatısı, Ortabatı ve Güneydoğu bölgelerinde yapılması planlanan yüksek standartlı demiryolu projeleri bulunmaktadır.

Florida'daki özel yüksek hızlı demiryolu girişimi Brightline, güzergâhın bir kısmında 2018'in başlarında faaliyete başlamıştır. Brightline trenlerinin hızı günümüzde 127 kilometre/saat (79 mph) hız ile sınırlıdır, ancak gelecekte 201 kilometre/saat (125 mph) azami hız için hat uzatmaları inşa edilecektir.

1964'teki açılışından bu yana kırk yıl boyunca, Japonya'daki Shinkansen, Avrupa dışındaki tek yüksek hızlı demiryolu hizmetiydi. 2000'lerde Doğu Asya'da bir dizi yeni yüksek hızlı demiryolu hizmeti daha faaliyete geçmiştir.

Yüksek hızlı demiryolu taşımacılığı, 2003'te hizmete giren Qinhuangdao - Şenyang yüksek hızlı demiryolu ile Çin'e tanıtılmıştır. Çin hükûmeti, 2008 küresel mali krizinin etkileriyle mücadele etmek için yüksek hızlı demiryolu hattı inşaatını ekonomik teşvik programının temel taşı haline getirmiş ve sonuç, Çin demiryolu sisteminin hızlı bir şekilde dünyanın en kapsamlı yüksek hızlı demiryolu ağına dönüşmesi olmuştur. 2013'e kadar Çin'de işletimdeki yüksek hızlı demiryolu ağı 11.028 kilometre (6.852 mi) uzunluğa ulaşmış ve o sırada dünyadaki toplam yüksek hızlı demiryolu ağının yaklaşık yarısını oluşurmuştur.[59] 2018'in sonunda, Çin'deki toplam yüksek hızlı demiryolu (YHD) uzunluğu 29.000 kilometre (18.000 mi)'nin üzerine çıkmıştır.[60] 2017'de Çin'in toplam demiryolu yolcu taşımacılığının yarısından fazlası oluşturan 1,713 milyardan fazla kişi seyahat gerçekleştirilmiş ve bu durum Çin'deki yüksek hızlı demiryolu ağını dünyanın en yoğun ağı haline getirmiştir.[61]

Yüksek hızlı demiryolu için devlet planlaması 1990'ların başında başlamış ve ülkenin ilk yüksek hızlı demiryolu hattı olan 200 kilometre/saat (120 mph) hıza uygun Qinhuangdao - Şenyang yüksek hızlı demiryolu 1999'da inşa edilerek 2003'te ticari işletime açılmıştır. Planlamacılar ayrıca Almanya'nın Transrapid maglev teknolojisini de dikkate alarak Şanghay'ın finans bölgesi Pudong'u Şanghay Pudong Uluslararası Havalimanı'na bağlayan 30,5 kilometre (19,0 mi) uzunluğundaki bir hat üzerinde çalışan Şanghay Maglev Treni'ni hizmete almışlardır. Bu maglev demiryolu hizmeti 431 kilometre/saat (268 mph) azami hıza ulaşan yüksek hızlı trenlerle 1 Ocak 2004'te hizmete girmiş ve hâlâ dünyanın en hızlı yüksek hızlı demiryolu hizmeti olmaya devam etmektedir. Ancak maglev teknolojisi, ulusal düzeyde yaygınlaştırılmamış ve sonraki yapılan tüm genişlemelerde, konvansiyonel raylar kullanılarak yüksek hızlı demiryolu hatları inşa edilmiştir.

1990'larda, Çin'in yerli tren üretim sanayisi bir dizi yüksek hızlı tren prototipi tasarlayarak üretmiş, ancak ticari işletimde bu prototiplerin çok azı kullanılmış ve hiçbiri seri olarak üretilmemiştir. Çin Demiryolları Bakanlığı (MOR) daha sonra Fransız, Alman ve Japon üreticilerinden yabancı yüksek hızlı trenlerin satın alınmasının yanı sıra belirli teknoloji transferleri ve yerli tren üreticileriyle ortak girişimler için düzenlemeler yapmıştır. 2007'de Bakanlık, China Railway (CR)'in alt kolu China Railway High-speed (CRH) tarafından işletilen Almanya menşeli Siemens Velaro yüksek hızlı trenlerinden türetilen "Harmoni (Uyum) Trenleri"ni tanıtmıştır.

2008'de, Pekin'de düzenlenen 2008 Yaz Olimpiyatları sırasında hizmete giren Pekin - Tientsin yüksek hızlı demiryolu'nda işletilen yüksek hızlı trenler 350 kilometre/saat (220 mph) azami hızda çalışmaya başlamıştır. Ertesi yıl, yeni hizmete giren 968 kilometre (601 mi) uzunluğundaki Vuhan - Guangzhou yüksek hızlı demiryolu'ndaki trenler ise tüm bir seyahat boyunca 312,5 kilometre/saat (194,2 mph) ortalama hızla bir dünya rekoru kırmıştır.

23 Temmuz 2011'de Zhejiang eyaletindende meydana gelen Wenzhou tren kazası 40 kişinin ölümüne ve 195 kişinin yaralanmasına neden olarak yüksek hızlı işletim güvenliğiyle ilgili endişeleri artırmıştır. Daha sonra yaşanan kredi krizi o yıl yeni hatların yapımını yavaşlatmıştır. Temmuz 2011'de, yüksek hızlı tren hız limitleri 300 kilometre/saat (190 mph) azami hıza düşürülmüştür. Ancak 2012'ye gelindiğinde, yüksek hızlı demiryolu inşa patlaması ile yabancı teknolojiyi yerlileştiren yerli üreticiler tarafından yeni hatlar ve yeni vagonlarla yüksek hızlı demiryolu hizmeti yenilenmiştir. 26 Aralık 2012'de Çin, Pekin Batı Garı'ndan Batı Kowloon Garı'na uzanan 2.230 kilometre (1.390 mi) uzunluğundaki dünyanın en uzun yüksek hızlı demiryolu hattı olan Pekin - Guangzhou - Shenzhen - Hong Kong yüksek hızlı demiryolu'nu hizmet almıştır.[62][63]

Yüksek hızlı demiryolu ağı için 2015'e kadar "4+4 Ulusal Yüksek Hızlı Demiryolu Şebekesi"ni oluşturma hedefi belirlenmiş[64] ve Temmuz 2016'da ise "8+8 Ulusal Yüksek Hızlı Demiryolu Şebekesi" inşa edilmesi duyurusuyla da ağ hızla genişlemeye devam etmiştir.[65] 2017'de, Pekin - Şanghay yüksek hızlı demiryolu'nda 350 kilometre/saat (220 mph) azami hızla yüksek hızlı tren seferleri yeniden başlamış[66] ve bir kez daha, Pekin Güney Garı ile Nankin Güney Garı arasında işletilen belirli yüksek hızlı trenler 317,7 kilometre/saat (197,4 mph) ortalama hıza ulaşarak dünya ortalama hız rekoru yenilemiştir.[67]

Güney Kore'de, ülkenin en büyük iki şehri olan Seul ile Busan arasındaki koridorda yer alan ve aynı zamanda ülkenin en yoğun demiryolu trafiğini barındıran Gyeongbu yüksek hızlı demiryolu'nda Fransız (TGV) teknolojisi kullanan Korea Train Express (KTX) seferleri 1 Nisan 2004'te başlatılmıştır.[68]

1982'de, söz konusu bu koridor Güney Kore nüfusunun %65,8'ini -bu oran 1995'te %73,3'e çıkmıştır-, demiryolu yük trafiğinin %70'ini ve yolcu trafiğinin ise %66'sını oluşturmaktaydı. 1970'lerin sonlarında hem Gyeongbu Otoyolu'nun hem de Korail'ın işlettiği Gyeongbu demiryolu'nun tıkanması üzerine, hükûmet başka bir ulaşım biçimine acil olarak ihtiyaç duyulduğunu fark etmiştir.[68]

Seul ile Busan arasındaki yüksek hızlı demiryolu hattının inşasına 1992'de başlanmış ve ilk ticari seferler 2004'te başlamıştır. Demiryolu altyapısı 350 kilometre/saat (220 mph) hıza uygun olarak tasarlanmış olsa da, düzenli sefer yapan yüksek hızlı trenler şu an 305 kilometre/saat (190 mph) azami hızla işletilmektedir. Hattın ilk araçları Alstom'un TGV Réseau modelinden türetilmiş ve kısmen Kore'de üretilmiştir. Testlerde 352,4 kilometre/saat (219,0 mph) hıza ulaşan ve tamamen yurt içinde geliştirilen HSR-350x yüksek hızlı treni neticesinde, şu an Korail tarafından işletilen ikinci nesil yüksek hızlı tren olan KTX-Sancheon ortaya çıkmıştır. Yeni nesil KTX treni olan HEMU-430X yüksek hızlı treni ise 2013'te 421,4 kilometre/saat (261,8 mph) hıza ulaşarak, Güney Kore'yi Fransa, Japonya ve Çin'den sonra konvansiyonel raylı demiryollarında 420 kilometre/saat (260 mph) hızın üzerinde yüksek hızlı tren işletebilen dünyanın dördüncü ülkesi haline getirmiştir.

Tayvan'daki ilk ve tek YHD hattı olan 300 kilometre/saat (190 mph) azami hıza uygun Tayvan yüksek hızlı demiryolu, 5 Ocak 2007'de hizmete girmiştir. Taiwan High Speed Rail Corporation (Tayvan Yüksek Hızlı Demiryolu Şirketi / THSRC) tarafından işletilen YHD hattında Japonya menşeli Shinkansen trenlerinden türetilen yüksek hızlı trenler kullanılmakta ve bu trenler Taipei (Nangang) ile Kaohsiung (Zuoying) arasındaki 348,5 kilometre (216,5 mi) mesafeyi 105 dakika gibi kısa bir sürede katetmektedir. Tayvan'da sadece bir adet yüksek hızlı demiryolu hattı bulunmasına rağmen, bu hattın güzergâhı Tayvan nüfusunun %90'ından fazlasını barındıran Batı Tayvan'ı kapsamakta ve dört büyük Tayvan metropolünü (Taipei, Tayçung, Kaohsiung, Tainan) ve Tayvan'ın teknoloji çekirdeği olan Hsinchu'yu birbirine bağlamaktadır.[69] Hattın hizmete girmesi üzerine, paralel güzergâhlarda uçan havayolu şirketlerini kullanan yolcuların neredeyse tamamı bu hattı kullanmaya başlamış[70] ve ayrıca karayolu trafiği de azalmıştır.[71]

Türkiye'de ilk defa Ankara – İstanbul yüksek hızlı demiryolu'nun Ankara – Eskişehir etabının 13 Mart 2009'da hizmete girmesiyle birlikte yüksek hızlı demiryolu taşımacılığı hizmeti verilmeye başlanmıştır.[72] Ardından, Polatlı – Konya yüksek hızlı demiryolu'nun 23 Ağustos 2011'de, Ankara – İstanbul yüksek hızlı demiryolu'nun Eskişehir – Pendik etabının 25 Temmuz 2014'te ve Pendik – Halkalı etabının 12 Mart 2019'da, Konya – Yenice yüksek standartlı demiryolu'nun Konya – Karaman etabının 8 Ocak 2022'de ve Ankara – Sivas yüksek hızlı demiryolu'nun ise 26 Nisan 2023'te hizmete girmesiyle birlikte ülke çapındaki yüksek hızlı demiryolu ağı genişletilmiştir.

Özbekistan'da, Taşkent ile Semerkant arasında inşa edilen ve 2011'de hizmete giren 344 kilometre (214 mi) uzunluğundaki Taşkent - Semerkant yüksek hızlı demiryolu'nda işletilen -efsanevî kahraman Efrasiyab'a ithaf edilen- İspanya menşeli Talgo 250 serisi Efrasiyab yüksek hızlı trenleri ile yüksek hızlı demiryolu taşımacılığı hizmeti verilmektedir. 2013 itibarıyla bu hatta hizmet veren trenler 160 kilometre/saat (99 mph) ortalama ve 250 kilometre/saat (160 mph) azami hızla işletilmektedir. Hat, Ağustos 2015'te Semerkant'tan Karşı'ya uzatılarak 450 kilometre (280 mi) uzunluğa ulaşmış ve Taşkent - Karşı arasındaki seyahat süresi 3 saate inmiştir. Ağustos 2016'da ise Semerkant'tan Buhara'ya uzatılarak 600 kilometre (370 mi) uzunluğa ulaşmış ve Taşkent - Buhara arasındaki seyahat süresi de 7 saatten 3 saat 20 dakikaya inmiştir.[73]

Yüksek hızlı demiryollarında genellikle ray titreşimlerini ve ray segmentleri arasındaki yanlış hizalamayı azaltmak için sürekli kaynaklı ray ve çok dar giriş açıları bulunan gelişmiş makas (kurbağa) sistemleri kullanılmaktadır. Yüksek hız konusundaki en önemli unsurlardan biri ise kurp yarıçapıdır. Hatların tasarımlarına göre değişebilmekle birlikte, yüksek hızlı demiryollarında dönüşler çoğunlukla 5 kilometrelik bir yarıçapta gerçekleştirilmektedir. Bazı istisnalar bulunsa da yüksek hızlı demiryollarında herhangi bir hemzemin geçişin bulunmaması tüm dünyada kabul gören bir standarttır. Dizel motorlu yüksek hızlı trenlerin işletildiği bazı yüksek hızlı demiryolları hariç neredeyse tüm yüksek hızlı demiryollarında havai katener sistemleri aracılığıyla trenlere güç sağlanmakta ve bu trenlerin kabin içi sinyalizasyon sistemi bulunmaktadır.

Karayolu - demiryolu paralel yerleşimi, demiryolu hatlarının inşası için karayollarının yanındaki arazilerin kulanılmasıdır. Örnekler arasında, güzergâhlarının sırasıyla %15 ve %70'inin otoyolların yanından geçtiği Paris - Lyon yüksek hızlı demiryolu ve Köln - Frankfurt yüksek hızlı demiryolu sayılabilir.[74]

Çin'de 200-250 km/sa (124-155 mph) arasındaki hızlara uygun demiryollarında hem yük hem de yolcu trenleri işletiliyorken, 300 kilometre/saat (190 mph) üzerindeki hızlara uygun demiryollarında yalnızca yolcu trenleri işletilmektedir.[75]

Birleşik Krallık'ta -Southeastern tarafından işletilen- High Speed 1 yüksek hızlı demiryolu, 225 kilometre/saat (140 mph) hıza kadar ulaşabilen bölgesel trenlerin yanı sıra Orta Avrupa'ya giden yük trenleri tarafından da kullanılmaktadır.

Almanya'da bazı yüksek hızlı demiryolu hatları gündüzleri şehirlerarası ve bölgesel trenler, geceleri ise yük trenleri tarafından kullanılmaktadır.

Fransa'da bazı hatları, TER Nantes - Laval gibi 200 kilometre/saat (120 mph) hızla giden bölgesel trenler de kullanmaktadır.[76]

İspanya'da kilometre başına maliyetin 9 milyon Euro (Madrid - Endülüs) ila 22 milyon Euro (Madrid - Valladolid) arasında olduğu tahmin edilmektedir. İtalya'da maliyet 24 milyon Euro (Roma - Napoli) ila 68 milyon Euro (Bologna - Firenze) arasındadır.[77] 2010'larda, Fransa'da kilometre başına maliyet 18 milyon Euro (BLP Brittany) ila 26 milyon Euro (Sud Europe Atlantique) arasında değişmekteydi.[78] Dünya Bankası 2019'da Çin'in YHD ağının kilometre başına ortalama 17 ila 21 milyon dolar maliyetle inşa edildiğini tahmin etmektedir, bu da maliyetin diğer ülkelere oranla üçte bir daha az olduğunu göstermektedir.[79]

Mil başına 309 milyon £ ile İngiltere'deki -inşa halindeki- High Speed 2 yüksek hızlı demiryolu 2020 itibarıyla dünyanın en pahalı yüksek hızlı demiryolu hattıdır.[80]

Tüm yüksek hızlı trenler sadece yolcu taşımak üzere tasarlanmıştır. Dünyada çok az sayıda yüksek hızlı yük taşımacılığı hizmeti bulunmaktadır ve bu hizmetlerin hepsi, başlangıçta yolcu taşımak için tasarlanmış olan yüksek hızlı trenleri kullanmaktadır.

Tōkaidō Shinkansen'in planlanması sırasında, Japonya Ulusal Demiryolları, güzergâh boyunca yük taşımacılığı hizmeti de planlamaktaydı, ancak bu plan daha sonra iptal edilmiştir.

Fransız TGV La Poste, 1984 ile 2015 yılları arasında Fransa'da -Fransız Posta İdaresi- La Poste için 270 kilometre/saat (170 mph) azami hızla posta taşıyan tek yüksek hızlı demiryolu hizmetiydi. Bu hizmette kullanılan tren setleri ya özel olarak tasarlanarak üretilmiş ya da dönüştürülmüş TGV Sud-Est yolcu tren setleriydi.

İtalya'daki Mercitalia tarafından işletilen Mercitalia Fast, Ekim 2018'de başlatılan yüksek hızlı yük taşımacılığı hizmetidir. Başlangıçta Caserta ile Bologna arasında 180 kilometre/saat (110 mph) ortalama hızla yük taşımak için dönüştürülen ETR 500 yolcu treni setlerini kullanan hizmet ağının İtalya genelinde yaygınlaştırılması planlanmaktadır.[81]

Bazı ülkelerde, şehirlerarası hızlı teslimat sağlamak için yüksek hızlı demiryolu ile kurye hizmetleri entegre edilmiştir. Örneğin, China Railway, yüksek hızlı kargo teslimatları için SF Express ile ortaklık kurmuştur[82] ve Deutsche Bahn, Almanya içinde ve ICE ağı üzerinden ülke dışındaki bazı büyük şehirlere ekspres teslimatlar sunmaktadır.[83] Özel yük trenleri kullanmak yerine, bu hizmetlerde yolcu trenlerindeki bagaj rafları ve diğer kullanılmayan alanlar yük taşımak için kullanılır.

Kilit teknolojiler arasında eğilen tren setleri, aerodinamik tasarımlar (sürüklenmeyi, kaldırmayı ve gürültüyü azaltmak için), havalı frenler, rejeneratif frenleme, motor teknolojisi ve dinamik ağırlık değiştirme yer alıyor.

Ticari yüksek hızlı trenler jet uçaklarından daha düşük maksimum hızlara sahipken, kısa mesafeler için hava yolculuğundan daha kısa toplam seyahat süreleri sunarlar. Demiryolu taşımacılığı genellikle şehir merkezindeki tren istasyonlarını birbirine bağlarken, hava taşımacılığı genellikle şehir merkezlerinden daha uzakta olan havalimanlarını birbirine bağlar.

Yüksek hızlı demiryolu (YHD) taşımacılığı, yüksek hızlı trenin havayolu ve karayolu seyahat süresini geçebileceği 1 ila 4,5 saatlik (yaklaşık 150-900 km (93-559 mi)) demiryolu seyahatleri için en uygun olanıdır. Yaklaşık 700 kilometre (430 mi)'nin altındaki seyahatler için, havalimanına gidiş-dönüş süresi, havalimanı güvenliğinden geçiş ve check-in süreci toplam hava yolculuğu süresini YHD'ye eşit veya ondan daha yavaş hale getirir. Avrupalı yetkililer, 4,5 saatin altındaki YHD seyahatlerinde YHD taşımacılığını havayolu yolcu taşımacılığı ile rekabet edebilir olarak değerlendirmektedirler.[84]

YHD taşımacılığı ile Paris - Lyon, Paris - Brüksel, Köln - Frankfurt, Madrid - Barselona, Napoli - Roma - Milan, Nankin - Vuhan, Çongçing - Çengdu,[85] Tokyo - Nagoya, Tokyo - Sendai ve Tokyo - Niigata arasındaki havayolu taşımacılığının çoğu ortadan kalkmıştır. Çin'in en büyük havayolu şirketi China Southern Airlines, Çin'deki yüksek hızlı demiryolu ağı inşasının (artan rekabet ve düşen gelirler yoluyla) önümüzdeki yıllarda kendi güzergâhlarının %25'ini etkilemesini beklemektedir.[86]

Avrupa verileri, en az 400 kilometre (250 mi) ve daha uzun seyahatlerde, havayolu trafiğinin YHD'den kaynaklı rekabete karşı karayolu (araba ve otobüs) trafiğine oranla daha hassas olduğunu göstermektedir. Örneğin Fransa'da hizmet veren TGV Sud-Est yüksek hızlı trenleri ile neredeyse dört saat süren Paris - Lyon arası seyahat süresi yaklaşık iki saate inmiştir. Bu bağlamda YHD'nin bu güzergâhtaki pazar payı %40'tan %72'ye yükselmiş, aynı güzergâhtaki hava ve karayolu pazar payı ise sırasıyla %31'den %7'ye ve %29'dan %21'e gerilemiştir. İspanya'da ise AVE ağının Madrid - Sevilla yüksek hızlı demiryolu hattında pazar payı %16'dan %52'ye yükselmiş; havayolu trafiği %40'tan %13'e, karayolu trafiği ise %44'ten %36'ya düşmüştür. Dolayısıyla demiryolu taşımacılığı pazarı, kombine demiryolu ve havayolu trafiğinin %80'ini oluşturmaktadır.[87] İspanyol demiryolu işletmecisi Renfe Operadora'ya göre bu rakam 2009'da %89'a yükselmiştir.[88]

Peter Jorritsma'ya göre, uçaklara kıyasla demiryolu pazar payı (s), yaklaşık olarak dakika (t) cinsinden seyahat süresinin bir fonksiyonu olarak şu formülle hesaplanabilir:[87]

s
=


1

0.031
×

1.016

t


+
1





{\displaystyle s={1 \over 0.031\times 1.016^{t}+1}}

Bu formüle göre, üç saatlik bir seyahat süresi, biletlerdeki fiyat farkı hesaba katılmadan %65 pazar payı sağlamaktadır.

Japonya'da, yüksek hızlı demiryolu hizmetinin pazar payında "4 saatlik bir duvar" olduğu tespit edilmiştir; bu duruma göre yüksek hızlı demiryolu seyahat süresi 4 saati aşarsa, insanlar muhtemelen tren yerine uçakları tercih etmektedirler. Örneğin, Tokyo - Osaka güzergâhında -2 saat 22 dakika seyahat süresi olan- Shinkansen'in pazar payı %85, uçaklarınki ise %15'tir. Tokyo - Hiroşima güzergâhında -3 saat 44 dakikalık seyahat süresi olan- Shinkansen'in pazar payı %67, uçaklarınki ise %33'tür. Ancak Tokyo - Fukuoka güzergâhında durum tam tersidir, -4 saat 47 dakikalık seyahat süresi olan- Shinkansen'in pazar payı %10, uçaklarınki ise %90'dır.[89]

Tayvan'da, China Airlines, yüksek hızlı demiryolunun hizmete girmesinden sonraki bir yıl içinde Taichung Uluslararası Havalimanı'na yapılan tüm uçuşlarını iptal etmiştir.[90] Yüksek hızlı demiryolunun 2007'de hizmete girmesi, adanın batı kıyısı boyunca önemli ölçüde daha az uçuşa yol açmış ve Taipei ile Kaohsiung arasındaki uçuşlar 2012'de tamamen durmuştur.[91]

Demiryolu ile seyahat, nüfus yoğunluğunun yüksek olduğu veya benzinin pahalı olduğu bölgelerde daha rekabetçidir, çünkü diğer toplu taşıma biçimlerine benzer şekilde, yolcu sayısının yüksek olduğu geleneksel trenler, arabalardan daha fazla yakıt tasarrufu sağlar. Çok az sayıda yüksek hızlı tren mazot (motorin) veya diğer fosil yakıtlarla çalışır, ancak elektrikli trenlere elektrik sağlayan elektrik santralleri fosil yakıt tüketmektedir. (Fukuşima I Nükleer Santrali kazalarından önce) Japonya'da ve çok geniş yüksek hızlı demiryolu ağına sahip olan Fransa'da, elektriğin büyük bir kısmı nükleer enerjiden üretilmektedir.[92] Esas olarak Fransız elektrik şebekesine bağlı olan Eurostar'da, Londra'dan Paris'e trenle seyahat etmekten kaynaklanan emisyonlar, havayolu taşımacılığından %90 daha azdır.[93] Almanya'da 2017'de tüm elektriğin %38,5'i yenilenebilir kaynaklardan üretildi, ancak demiryolları kısmen genel şebekeden bağımsız ve kısmen özel enerji santrallerine dayanan kendi şebekelerinde çalışıyor. Kömür veya petrolden üretilen elektriği kullansalar bile, jeneratör teknolojisindeki ve trenlerin kendilerindeki ölçek ekonomileri ve aynı hızda seyahat imkânı sunan diğer araçlara göre daha düşük hava sürtünmesi ve yuvarlanma direnci nedeniyle yüksek hızlı trenler, seyahat edilen kilometre başına yolcu başına önemli ölçüde daha fazla yakıt tasarrufu sağlar.[94]

Yüksek hızlı trenler, otomobillerden çok daha yüksek hızlarda daha fazla yolcuyu taşıyabilirler. Genel olarak, yolculuk ne kadar uzun olursa, aynı varış noktasına giderken karayolu taşımacılığına oranla demiryolu taşımacılığının zaman avantajı o kadar iyi olmaktadır. Bununla birlikte, yüksek hızlı trenler, örneğin işe gidip-gelirken, özellikle araç kullanıcılarının karşılaştığı yol tıkanıklığı veya pahalı park ücretleri ile karşılaştırılırsa, 0-150 km (0-93 mi) gibi daha kısa mesafelerde araçlarla rekabet edebilmektedirler. Örneğin Norveç'te, Oslo'dan Oslo-Gardermoen Havalimanı'na giden yolculara hizmet veren 42 kilometre (26 mi) uzunluğundaki Gardermoen yüksek hızlı demiryolu ile demiryolu pazar payı 2014'te %51'e yükseltmiştir, aynı güzergâhta otobüsler %17 ve özel otomobil ve taksiler ise %28 pazar payına sahiptir.[95] Bu tür kısa hatlarda -özellikle birbirine yakın istasyonlara uğrayan tren seferlerinde- trenlerin hızlanma yetenekleri, maksimum hızlarından daha önemli olabilmektedir.

Ayrıca, tipik bir yolcu demiryolu, bir yolun saatte metre genişliği başına taşıdığı yolcu sayısından 2,83 kat daha fazla yolcu taşır. Tipik bir kapasite, saatte 12 tren ve tren başına 800 yolcu kapasitesi ile her yönde saatte toplam 9.600 yolcu taşıyan Eurostar'dır. Buna karşılık, Highway Capacity Manual (Otoyol Kapasitesi El Kitabı), ortalama araç doluluk oranının 1,57 kişi olduğu varsayılarak, diğer araçlar hariç, şerit başına saatte maksimum 2250 binek otomobil kapasitesi vermektedir.[96] Standart bir çift hatlı demiryolu, 6 şeritli bir otoyoldan (her yön için 3 şerit) tipik olarak %13 daha büyük bir kapasiteye sahipken, arazinin sadece %40'ını kullanmaktadır (kilometre başına doğrudan/dolaylı arazi kullanımı karayollarında 2,5/7,5 hektar iken, demiryollarında 1,0/3,0 hektardır).[kaynak belirtilmeli] Japonya'daki Tōkaidō Shinkansen yüksek hızlı demiryolu hattı yön başına saatte yaklaşık 20.000 yolcu gibi çok daha yüksek bir yolcu taşıma oranına sahiptir. Benzer şekilde, banliyö trenleri de işe gidiş-geliş saatlerinde araç başına 1,57'den az kişi taşıma eğilimindedir (örneğin, Washington Eyaleti Ulaştırma Bakanlığı, araç başına 1,2 kişi kullanmaktadır).

Yüksek hızlı tren genellikle elektrik enerjisi kullanırlar ve bu nedenle enerji kaynakları uzak veya yenilenebilir olabilir. Bu, şu anda fosil yakıt kullanan ve önemli bir kirlilik kaynağı olan havayolu taşımacılığına göre bir avantajdır. LAX gibi yoğun havaalanları ile ilgili araştırmalar, yüz binlerce insanın yaşadığı veya çalıştığı havaalanlarının rüzgar yönünde bulunan yaklaşık 60 kilometrekare (60.000.000 m2) büyüklüğündeki bir alanda, parçacık sayısı konsantrasyonunun yakındaki kentsel alanların en az iki katı olduğunu ve dolayısıyla da uçak kaynaklı kirliliğin yoğun otoyol trafiğinden kaynaklı yol kirliliğini bile aştığını göstermektedir.[106]

Uçaklar ve pistler ağaçların kesilmesini gerektirir, çünkü pilotlar için ağaçlar birer baş belasıdır. Örneğin Seattle-Tacoma Uluslararası Havalimanı'ndaki tıkanıklık sorunları nedeniyle yaklaşık 3.000 ağacın kesilmesi planlanmaktadır.[110] Öte yandan, birçok Alman medya kuruluşu 2017 sonbahar fırtınalarının ardından ağaçların kesilmesi çağrısında bulunurken, demiryolu hatlarının yakınındaki ağaçlar genellikle kış fırtınaları sırasında bir tehlike haline gelebilmektedirler.[111][112][113]

YHD'nin öngörülebilir seyri nedeniyle kontrol edilebilmesi çok daha kolaydır. Yüksek hızlı demiryolu sistemlerinde, zemin seviyesinde olmayan demiryolu hatları inşa edielrek ve hemzemin geçitler ortadan kaldırılarak otomobiller veya insanlarla çarpışmalar azaltılmış, ancak tamamen ortadan kaldırılamamıştır.[114][115] Bugüne kadar, yolculu ticari işletimdeki yüksek hızlı demiryolu hatlarında yüksek hızlı bir trenin karıştığı (ancak hızın bir faktör olmadığı) sadece iki ölümcül kaza oldu: 1998 Eschede tren kazası ve 2011 Wenzhou tren kazası.

Genel olarak, yüksek hızlı trenle seyahatin oldukça güvenli olduğu kanıtlanmıştır. İlk yüksek hızlı demiryolu ağı olan Japon Shinkansen, 1964'te hizmete girdiğinden beri yolcuların karıştığı ölümlü bir kaza geçirmemiştir.[116]

Yüksek hızlı trenlerin karıştığı kayda değer büyüklükteki kazalar aşağıda sıralanmıştır.

1998'de, dünya çapında otuz yılı aşkın bir süredir ölümcül kazalar olmaksızın işletilen yüksek hızlı tren seferlerinin ardından, Almanya'da Eschede tren kazası meydana gelmiştir: Eschede yakınlarında kötü tasarlanmış bir ICE 1 tekerleği, tren 200 kilometre/saat (120 mph) hızla seyir halindeyken kırılmış ve bu da neredeyse 16 araçlık tüm tren setinin raydan çıkarak tahrip olmasına ve 101 kişinin ölmesine sebep olmuştur.[117][118] Raydan çıkma bir makasta başlamış; kaza, yüksek hızda seyrederken raydan çıkan araçların, makasın hemen yanında bulunan bir karayolu köprüsüne çarpması ve köprünün çökmesiyle daha da kötüleşmiştir.

23 Temmuz 2011'de, Eschede tren kazası'ndan 13 yıl sonra, Çin'in Zhejiang eyaletinin Wenzhou şehri banliyölerinde bir viyadükte 100 kilometre/saat (62 mph) hızla seyir halinde olan bir CRH2, viyadükte durdurulan bir CRH1 ile çarpışmıştır. İki tren de raydan çıkmış ve dört vagon viyadükten aşağı düşmüştür. Kazada kırk kişi ölmüş ve 12'si ağır olmak üzere en az 192 kişi yaralanmıştır.[119]

Kaza, Çin'de yüksek hızlı demiryolu ağının yönetimi ve işletiminde bir takım değişikliklere yol açmıştır. Yüksek hız kazanın nedenlerinden birisi olmamasına rağmen, en büyük değişikliklerden biri Çin'deki yüksek hızlı ve yüksek standartlı demiryollarındaki azami işletim hızlarının düşürülmesi olmuştur. Bu karar kapsamında azami işletim hızları 350 kilometre/saat (220 mph)'ten 300 kilometre/saat (190 mph)'e, 250 kilometre/saat (160 mph)'ten 200 kilometre/saat (120 mph)'e ve 200 kilometre/saat (120 mph)'ten 160 kilometre/saat (99 mph)'e düşürülmüştür.[120][121] Hızları düşürülen yüksek hızlı trenler ancak altı yıl sonra orijinal hızlarında sefer yapabilmeye başlamıştır.[122]

Temmuz 2013'te, İspanya'da 190 kilometre/saat (120 mph) hızla seyir halinde olan bir yüksek hızlı tren, hız sınırı 80 kilometre/saat (50 mph) olan bir virajdan geçmeye çalışmıştır. Tren raydan çıkarak devrilmiş ve kaza sonucu 78 kişi ölmüştür.[123] Yetkililer, normalde yüksek hızlı trenlerde otomatik hız sınırlama kısıtlamalarının olduğunu, ancak -kazanın olduğu- bu hat bölümünün konvansiyonel olması sebebiyle otomatik hız sınırlayıcının istasyondan birkaç kilometre önce makinist tarafından devre dışı bırakıldığını belirtmiştir. Kazadan birkaç gün sonra, Demiryolu İşçileri Sendikası, mevcut hükûmet tarafından yapılan bütçe kesintilerinden kaynaklanan uygun finansman eksikliği nedeniyle trenin otomatik fren teknolojisiyle donatılmadığını iddia etmiştir.[124] Kazadan iki gün sonra, makinist ihmal nedeniyle taksirle adam öldürmekle suçlanmıştır. Bu kaza, İspanya'da bir yüksek hızlı treninin karıştığı ilk kazadır, ancak kazanın konvansiyonel bir demiryolunda meydana gelmesi ve dolayısıyla bu kısımda yüksek hızlı demiryolu güvenlik ekipmanlarının bulunmaması kazayı kaçınılmaz kılmıştır. Ancak yetkililere göre, yüksek hızlı demiryolu güvenlik ekipmanları konvansiyonel demiryolları için de zorunlu olsaydı, bu kaza önlenebilirdi.

14 Kasım 2015'te, özel bir TGV EuroDuplex, Fransa'daki LGV Est yüksek hızlı demiryolunun henüz hizmete girmemiş olan ikinci fazında devreye alma testleri yapılırken, bir viraja girince devrilmiş ve Marne-Ren Kanalı üzerindeki bir köprünün korkuluk parapetlerine çarpmıştır. Arka uçtaki lokomotif kanalın içine düşerken, trenin geri kalan kısımları kuzey ve güney rayları arasındaki çimenli orta şeride savrulmuştur. Trende, SNCF teknisyenlerinden ve -bildirildiğine göre- bazı yetkisiz misafirlerden oluşan yaklaşık 50 kişi bulunmaktaydı. Kazada 11 kişi ölmüş ve 37 kişi yaralanmıştır. Tren, hat için planlanan hız sınırının %10 üzerindeki bir hızda testler yapmaktaydı ve viraja girmeden önce 302 kilometre/saat (188 mph) olan hızını 176 kilometre/saat (109 mph) hıza düşürmesi gerekmekteydi. Yetkililer, aşırı hızın kazaya neden olmuş olabileceğini belirtmişlerdir.[125] Test sırasında, genellikle bunun gibi kazaları önleyen bazı güvenlik özelliklerinin kapatılması sebebiyle kazanın gerçekleştiği tahmin edilmektedir.

13 Aralık 2018'de Ankara'nın Yenimahalle ilçesinde yer alan Marşandiz Tren İstasyonu'nda yüksek hızlı yolcu treni ile lokomotif çarpışmış ve yolcu treninin üç vagonu raydan çıkmıştır. Üç demiryolu mühendisi ve beş yolcu olay yerinde ölmüş, 84 kişi yaralanmıştır. Yaralı bir yolcu daha sonra ölmüş ve ikisi kritik durumda olmak üzere toplam 34 yolcu farklı hastanelerde tedavi edilmiştir.

6 Şubat 2020'de, 300 kilometre/saat (190 mph) hızla seyir halinde olan bir yüksek hızlı tren, İtalya'nın Lombardiya bölgesindeki Lodi ilinde yer alan Livraga komününde raydan çıkmış; iki makinist ölmüş ve 31 yolcu yaralanmıştır.[126] Müfettişler tarafından yapılan inceleme sonucunda, kazanın nedeninin, bir dizi bağlantı noktasının ters konuma getirilmesi, ancak sinyalizasyon sisteminde bu bağlantı noktalarının normal -yani düz- konumda gözükmesi olduğu tespit edilmiştir.[127]

Yüksek hızlı demiryollarındaki yolcu sayısı 2000 yılından bu yana hızla artmaktadır. Yüzyılın başında yüksek hızlı demiryolu yolcu taşımacılığındaki en büyük pay Japon Shinkansen ağındaydı. Shinkansen ağı o zamana kadarki kümülatif (toplam) dünya yolcu sayısının yaklaşık %85'ini taşımaktaydı.[128][129] Bu durum, başlangıçtan bu yana küresel yolcu sayısı artışına en büyük katkıyı sağlayan Çin yüksek hızlı demiryolu ağı tarafından aşamalı olarak aşılmıştır. 2018 itibarıyla, Çin yüksek hızlı demiryolu ağının yıllık yolcu sayısı Shinkansen'den beş kat daha fazladır.

"Maksimum hız"ın birkaç farklı tanımı vardır:

1955 hız rekorundan bu yana, Fransa neredeyse sürekli olarak mutlak dünya hız rekorunu elinde tutmaktadır. Konvansiyonel tren trafiğine açık bir demiryolu hattında kırılan son hız rekoru, 18 Mayıs 1990'da 515,3 kilometre/saat (320,2 mph) hıza ulaşan "Atlantique 325" adlı Fransız TGV treni tarafından kırılmıştır.[135][136][137] Bu rekor, 4 Nisan 2007'de, yeni inşa edilen LGV Est yüksek hızlı demiryolu hattında yine Fransa'ya ait olan ve 574,79 kilometre/saat (357,16 mph) hıza ulaşan TGV POS tren seti[138] tarafından tekrar kırılmıştır. Ancak bu rekor, yolcu taşımacılığı için değil, konsept ve mühendislik kanıtı elde etmek için kırılmıştır.

21 Nisan 2015'te 603 kilometre/saat (375 mph) hıza ulaşan yedi vagonlu ve içinde insan bulunan prototip bir L0 serisi Shinkansen trenle geleneksel olmayan (maglev) demiryolu hız rekoru kırılmıştır.[139]

2022 itibarıyla, şu anda ticari işletimde olan en hızlı yüksek hızlı trenler:

Bu trenlerin ve demiryolu ağlarının çoğu teknik olarak daha yüksek hızlara sahiptir, ancak ekonomik ve ticari hususlar (elektrik maliyeti, artan bakım vb. sonucunda ortaya çıkan bilet fiyatları vb.) sebebiyle bu hızlarda işletilmektedirler.

Ağustos 2008'den Temmuz 2011'e kadar, CRH tarafından işletilen yüksek hızlı trenler, Vuhan - Guangzhou yüksek hızlı demiryolu gibi bazı hatlarda 350 kilometre/saat (220 mph) azami hız ile en yüksek ticari işletim hız rekorunu elinde tutmaktaydı. Ancak 23 Temmuz 2011'de yaşanan Wenzhou tren kazası kaynaklı güvenlik endişeleri ve işletimden kaynaklı yüksek maliyetler sebebiyle azami işletim hızı, 2011'de resmî olarak 300 kilometre/saat (190 mph) sınırlandırılmış ve 10 kilometre/saat (6,2 mph) tolerans tanınmıştır. Bu sebeple de Çin'de işletilen yüksek hızlı trenler genellikle 310 kilometre/saat (190 mph) azami hızla hizmet vermekteydi.[140] Yüksek hızlı trenler altı yıl sonra, Eylül 2017'de, orijinal yüksek hızlarına geri dönmeye başladılar.[122] En hızlı çalışan konvansiyonel trenler, Çin'in 21 Eylül 2017 tarihi itibarıyla belirli hizmetlerde 350 kilometre/saat (220 mph) azami hızla işletimi yeniden başlatmasının ardından, Pekin - Şanghay yüksek hızlı demiryolu'nda hizmet vermeye başlayan CR400A ve CR400B yüksek hızlı trenleridir.

İkinci en hızlı çalışan konvansiyonel trenler, 320 kilometre/saat (200 mph) azami ticari işletim hızına ulaşabilen Fransız TGV POS,[141] Alman ICE 3 ve Tōhoku Shinkansen yüksek hızlı demiryolunda işletilen Japon E5 ve E6 serisi Shinkansen'dir.[142] Ayrıca İspanya'da, Madrid - Barcelona yüksek hızlı demiryolu'nda azami hız 310 kilometre/saat (190 mph)'tir.[143]

Şanghay Maglev Treni, 30,5 kilometre (19,0 mi) uzunluğundaki özel hattında günlük yolculu hizmeti sırasında 431 kilometre/saat (268 mph) hıza ulaşarak ticari işletim için olan hız rekorunu kırmıştır ve hâlâ elinde tutmaktadır.[144]

Dünyanın en uzun yüksek hızlı tren hattı, 1 Ocak 2017'de hizmete giren -G403/4, G405/6 ve D939/40 kodlu- Pekin - Kunming Yüksek Hızlı Treni olup, bu tren 2.653 kilometre (1.648 mi) uzunluğundaki güzergâhını 10 saat 43 dakika ila 14 saat 54 dakika arasında bir sürede katetmektedir.

Bir önceki rekor sahibi, aynı şekilde Çin'de bulunan ve 26 Aralık 2012'de hizmete giren Pekin - Hong Kong Yüksek Hızlı Treni olup, bu tren de 2.298 kilometre (1.428 mi) uzunluğundaki güzergâhını 300 kilometre/saat (190 mph) ortalama hızla yaklaşık 8 saatte kat etmekteydi.[145]

İlk yüksek hızlı demiryolu hatları Japonya, Fransa, İtalya ve İspanya gibi ülkelerdeki büyük şehirler arasında, örneğin Fransa'da Paris - Lyon, Japonya'da Tokyo - Osaka, İtalya'da Roma - Floransa, İspanya'da Madrid - Sevilla (ve daha sonra Barselona) gibi, hizmete girmiştir. Avrupa ve Doğu Asya ülkelerinde, yoğun kentsel metro ve demiryolları ağları da yüksek hızlı demiryolu hatlarıyla bağlantı sağlamaktadır.

Günümüzde Almanya, Amerika Birleşik Devletleri, Avusturya, Belçika, Birleşik Krallık, Çin, Danimarka, Endonezya, Fas, Finlandiya, Fransa, Güney Kore, Hindistan, Hollanda, İran, İspanya, İsveç, İsviçre, İtalya, Japonya, Macaristan, Norveç, Özbekistan, Polonya, Portekiz, Rusya, Sırbistan, Suudi Arabistan, Tayvan, Tayland ve Türkiye 200 kilometre/saat (120 mph) asgari hızın üzerine çıkan yüksek hızlı trenlerle yüksek hızlı demiryolu taşımacılığı gerçekleştirmektedir.

Çin, 2018 itibarıyla 27.000 kilometre (17.000 mi)'den daha fazla (dünya toplamının %60'ı) yüksek hızlı demiryolu hattı ile dünyadaki en büyük yüksek hızlı demiryolu ağına sahiptir.[147] YHD inşa patlaması, YHD ağının 2025'te 38.000 kilometre (24.000 mi)'ye ulaştırılması hedefiyle devam etmektedir.[147][148][149] Çin, aynı zamanda, 2016'da 1,44 milyardan daha fazla[60] ve 2018'de 2,01 milyardan daha fazla yıllık yolcu sayısıyla, toplam yolcu demiryolu hacminin %60'ından fazlası ile dünyanın en yoğun yüksek hızlı demiryolu ağına sahiptir.[150]
Railway Gazette International (Uluslararası Demiryolu Gazetesi)'ne göre, Pekin - Şanghay yüksek hızlı demiryolu'nda Pekin Güney Garı ile Nankin Güney Garı arasındaki belirli trenler, Temmuz 2019 itibarıyla 317,7 kilometre/saat (197,4 mph) hız ile dünyanın en hızlı ortalama çalışma hızına sahiptir.[67]

Bu yeni yüksek hızlı demiryolu hatlarının yarattığı gelişmiş mobilite ve bağlantılılık, bazı kentsel alanlarda tamamen yeni bir yüksek hızlı banliyö pazarı yaratmıştır. Yüksek hızlı demiryolu ile Hebei ve Tientsin'den başkent Pekin'e, aynı şekilde çevre şehir ve bölgelerden Şanghay, Shenzhen ve Guangzhou'ya gidiş-gelişler giderek daha yaygın hale gelmiştir.[151][152][153]

Pekin - Guangzhou - Shenzhen - Hong Kong yüksek hızlı demiryolu'nun Çin anakarasındaki Shenzhen'de yer alan Futian Tren İstasyonu ile Hong Kong'taki -Kwun Chung yakınlarındaki- Kowloon'da yer alan Batı Kowloon Garı arasında yer alan 26 kilometre (16 mi) uzunluğundaki tamamen yer altı yüksek hızlı demiryolu bağlantısı ile Hong Kong'u Çin anakarasına bağlar. Bu bağlantı hattının deposu ve geçici tren depolama saydingleri de Shek Kong'da bulunmaktadır. COVID-19 pandemisi nedeniyle bu hattaki ticari seferler 2020'nin başından beri askıya alınmıştır. Batı Kowloon Garı'nın bazı bölümleri artık sınır geçişlerinin ortak yerleşimini kolaylaştırmak için Hong Kong'un yetkisi altında değildir.

Japonya'daki Shinkansen dünyadaki ilk yüksek hızlı trendir ve (2003 itibarıyla) işletim kazalarından kaynaklı sıfır yolcu ölümü ile toplamda 6 milyar yolcuya ulaşmıştır. Shinkansen şu an Asya'daki en büyük ikinci yüksek hızlı trendir.[154][155]

2004'te hizmete girişinden bu yana, KTX (Nisan 2013'e itibarıyla) 360 milyonun üzerinde yolcu taşımıştır ve bu durum KTX'i demiryolu yolcu taşımacılığında Asya'nın üçüncü büyük yüksek hızlı demiryolu sistemi yapmaktadır. 300 kilometre (190 mi)'nin üzerindeki seyahatleri içeren herhangi bir ulaşım türü değerlendirildiğinde, KTX, açık ara farkla diğer büyük ulaşım türlerine göre %57'lik bir pazar payı elde etmiştir.[156]

250 kilometre/saat (160 mph) azami hıza uygun Taşkent - Semerkant yüksek hızlı demiryolu, Özbekistan'daki ilk ve tek yüksek hızlı demiryolu hattıdır. Bu hatta, 160 kilometre/saat (99 mph) ortalama ve 250 kilometre/saat (160 mph) azami hızla Efrasiyab yüksek hızlı trenleri işletilmektedir. Hattın Buhara ve Dehkanabad uzantılarında daha düşük hızlarda işletim yapılmaktadır.[73][157]

Japonya'nın Shinkansen teknolojisine dayanan ve 300 kilometre/saat (190 mph) azami hıza uygun Tayvan yüksek hızlı demiryolu, Tayvan'daki ilk ve tek yüksek hızlı demiryolu hattıdır. Kuzey-güney aksında inşa edilen hat, kuzeyde başkent Taipei'de yer alan Nangang Tren İstasyonu'ndan güneyde Kaohsiung şehrinde yer alan Zuoying YHT Garı'na kadar Tayvan'ın batı kıyısı boyunca uzanmaktadır ve yaklaşık 345 kilometre (214 mi) uzunluğundadır. İnşaat, özel bir şirket olan Taiwan High Speed Rail Corporation (Tayvan Yüksek Hızlı Demiryolu Şirketi / THSRC) tarafından yapılmıştır ve projenin toplam maliyeti 18 milyar Amerikan dolarıdır. THSRC, aynı zamanda, hattın işletimini de yapmaktadır.

Yüksek hızlı demiryolu sisteminin inşası sırasında ilk olarak sekiz istasyon inşa edilmiştir: Taipei, Banqiao, Taoyuan, Hsinchu, Tayçung, Chiayi, Tainan ve Zuoying.[158]
Ağustos 2018 itibarıyla hattın toplam 12 istasyonu bulunmaktadır: Nangang, Taipei, Banqiao, Taoyuan, Hsinchu, Miaoli, Tayçung, Changhua, Yunlin, Chiayi, Tainan ve Zuoying.

Kasım 2007'de Fas hükûmeti, ekonomik başkent Kazablanka ile Cebelitarık Boğazı'ndaki en büyük liman şehirlerinden biri olan Tanca arasındaki Kazablanka - Tanca yüksek hızlı demiryolu hattının inşasını üstlenmeye karar vermiştir.[159] Aynı zamanda başkent Rabat ve Kenitra'ya da hizmet verecek olan hattın ilk etabı olan Kenitra - Tanca arası 2018'de tamamlanmıştır.[160]

Suudi Arabistan'da yüksek hızlı demiryolu taşımacılığı, Medine'yi Kral Abdullah Ekonomik Şehri'ne bağlayan güzergâhla başlayan ve ertesi yıl Mekke'ye uzatılan Haremeyn yüksek hızlı demiryolu ile başlamış olup, bu hat 2018'de hizmete girmiştir.[161]

Türkiye'deki ilk yüksek hızlı demiryolu hattı olan Ankara – İstanbul yüksek hızlı demiryolu'nun Ankara – Eskişehir etabı 13 Mart 2009'da hizmete girmiştir.[72] Bu gelişmeyi takiben Polatlı – Konya yüksek hızlı demiryolu 23 Ağustos 2011'de, Ankara – İstanbul yüksek hızlı demiryolu'nun Eskişehir – Pendik etabı 25 Temmuz 2014'te ve Pendik – Halkalı etabı 12 Mart 2019'da, Konya – Yenice yüksek standartlı demiryolu'nun Konya – Karaman etabı 8 Ocak 2022'de ve Ankara – Sivas yüksek hızlı demiryolu ise 26 Nisan 2023'te hizmete girmiştir.

Türkiye'de yüksek hızlı demiryolu ağının doğuda Erzincan'a, batıda İzmir'e, kuzeybatıda Kapıkule'ye, güneyde Mersin ve Adana'ya ve güneydoğuda Gaziantep'e uzatılmasına yönelik çalışmalar devam etmektedir.

Yüksek Hızlı Tren adı altında gerçekleştirilen yüksek hızlı demiryolu taşımacılığı hizmeti, 2009 – 2016 yılları arasında doğrudan TCDD tarafından yürütülürken, 2016 itibarıyla TCDD Taşımacılık tarafından yürütülmektedir.

Avrupa'da, Londra - Paris, Paris - Brüksel - Rotterdam, Madrid - Perpignan gibi sınır ötesi yüksek hızlı demiryolu hatları ile Avrupa'daki birçok şehir birbirine bağlıdır ve gelecekte yeni bağlantıların kurulması planlanmaktadır.

Almanya'nın ilk yüksek hızlı demiryolu hatları tarihsel nedenlerden dolayı kuzey-güney aksında inşa edilmiş, daha sonra Almanya'nın birleşmesinden sonra doğu-batı aksında genişleme göstermiştir.[162][163] 1900'lerin başında Almanya, prototip bir elektrikli treni 200 kilometre/saat (120 mph)'i aşan hızlarda işleten ilk ülke olmuş ve 1930'larda birkaç buharlı ve dizel tren, günlük hizmette 160 kilometre/saat (99 mph)'lik ortalama hız sınırına ulaşmıştır. Intercity Experimental (ICE V), 1980'lerde çelik raylar üzerindeki çelik tekerlekli bir raylı taşıt için kısa bir süre dünya hız rekorunu elinde tutmuştur. InterCityExpress 1991'de yolculu ticari işletime girmiştir ve yüksek hızlı demiryollarında (Neubaustrecken), geliştirilmiş konvansiyonel demiryollarında (Ausbaustrecken) ve eski konvansiyonel demiryollarında hizmet vermektedir. Almanya'nın bayrak taşıyıcısı Lufthansa, Deutsche Bahn ile ICE'lerin AIRail programı kapsamında bir Lufthansa uçuş numarası ile rezerve edilebilen "besleyici uçuşlar" olarak çalıştığı bir kod paylaşımı anlaşması imzalamıştır.

Birleşik Krallık'ın en hızlı yüksek hızlı demiryolu olan High Speed 1, Manş Tüneli üzerinden Londra'yı (St Pancras) Brüksel ve Paris'e bağlamaktadır. 300 kilometre/saat (190 mph) azami hıza uygun olan hat, Birleşik Krallık'ta 125 mil/saat (201 km/sa) hızın üzerindeki ticari işletim hızıyla hizmet veren tek yüksek hızlı demiryolu hattıdır.

Büyük Batı Ana Hattı (Great Western Main Line), Güney Galler Ana Hattı (South Wales Main Line), Batı Sahili Ana Hattı (West Main Line), Midland Ana Hattı (Midland Main Line), Cross Güzergâhı (Cross Country Route) ve Doğu Sahili Ana Hattı (East Coast Main Line) hatlarının tümü bazı bölgelerde 201 kilometre/saat (125 mph) azami hıza uygundur. Batı Sahili Ana Hattı (West Main Line) ve Doğu Sahili Ana Hattı (East Coast Main Line) hatlarında işletim hızını 140 mil/saat (230 km/sa) hıza yükseltme girişimleri ise başarısız olmuştur. Çünkü bu hatlarda işletilen trenlerde kabin içi sinyalizasyon sistemi bulunmamaktadır. Bu sistem, 125 mil/saat (201 km/sa) ve üstü hızlarda sefer yapan yüksek hızlı trenlerde hat kenarı sinyallerini gözlemlemek pratik olmadığı için, yüksek hızlı demiryolu taşımacılığı için yasal bir zorunluluktur.

Pazar bölümlendirmesi esas olarak iş seyahati pazarına odaklanmıştır. Fransa'nın iş amaçlı seyahat edenlere yönelik orijinal odağı, TGV trenlerinin erken tasarımında da yansıtılmaktadır. Keyif/gezi yolculuğu ikincil bir pazardır; günümüzde Fransız demiryolu hatları, Atlas Okyanusu ve Akdeniz kıyısındaki tatil plajlarının yanı sıra büyük eğlence parkları ve ayrıca Fransa ve İsviçre'deki kayak merkezleriyle de bağlantı kurmaktadır. Cuma akşamları TGV'ler için en yoğun zamanlardır.[164] TGV sistemi, havayolu hizmetleriyle daha etkin rekabet edebilmek için uzun mesafeli seyahatlerde fiyatları düşürmüş ve sonuç olarak, Paris'e bir saat uzaklıktaki bazı şehirler, arazi kullanımını yeniden yapılandırırken demiryolu taşımacılığı pazarını artırarak TGV sistemi için banliyö toplulukları haline gelmişlerdir.[165]

Paris - Lyon seferlerinde, yolcu sayısı, çift katlı vagonların getirilmesini gerekli kılacak kadar artmıştır. Daha sonra LGV Atlantique, LGV Est ve Fransa'daki çoğu yüksek hızlı hat gibi yüksek hızlı demiryolu hatları, daha fazla sayıda orta büyüklükteki şehre hizmet veren konvansiyonal demiryolu hatlarına ayrılan besleme hatları olarak tasarlanmıştır.

İspanya, AVE olarak adlandırılan ve 2021 itibarıyla Avrupa'nın en uzun sistemi olan 3.622 kilometre (2.251 mi) uzunluğunda geniş bir yüksek hızlı demiryolu ağına sahiptir. Ulusal demiryolu ağının çoğunda kullanılan İber hat açıklığı'ndan farklı olarak AVE ağında standart hat açıklığı kullanılmaktadır. Yani AVE ağı, konvansiyonel yolcu ve yük demiryolları ile aynı hattı paylaşmamaktadır. Fakat standart hat açıklığı İspanyol yüksek hızlı demiryolu ağı için norm (standart) olmasına rağmen, 2011'den itibaren kuzeybatı İspanya'da Ourense, Santiago de Compostela, A Coruña ve Vigo şehirlerini birbirine bağlayan İber hat açıklığındaki demiryollarında özel trenlerle işletilen bölgesel bir yüksek hızlı demiryolu hizmeti de bulunmaktadır. 2013'ten beri Paris'ten Barselona'ya işletilen direkt trenlerle Fransız ağına bağlantı mevcuttur. Fransız sınırları içinde olmasına rağmen, Perpignan'dan Montpellier'e kadar konvansiyonel hıza uygun demiryolu hattı kullanılmaktadır.

İsviçre'de, dağlık alandaki yavaş kamyon trafiğinden kaçınmak ve işçilik maliyetlerini düşürmek amacıyla, kuzey-güney aksında yüksek hızlı yük demiryolları inşa edilmektedir. Ülkedeki yeni yüksek hızlı demiryolu hatları ise, özellikle de Gotthard Zemin Tüneli, 250 kilometre/saat (160 mph) azami hıza uygun olarak inşa edilmiştir. Ancak kısa mesafeli yüksek hıza uygun hat kısımları ve yük taşımacılığı ile bütünleşik yüksek hızlı demiryolu taşımacılığı ortalama hızın düşmesine sebep olmaktadır. Ki zaten ülkenin sınırlı büyüklüğü de yurt içinde oldukça kısa seyahat sürelerine imkân tanımaktadır. Ayrıca, İsviçre, Fransız ve Alman topraklarındaki yüksek hızlı demiryolu hatlarına İsviçre'den daha iyi erişim imkânı sağlamak amacıyla da yatırımlar yapmaktadır.

1920'ler ve 1930'larda İtalya, yüksek hızlı tren teknolojisini geliştiren ilk ülkelerden biriydi. Ülke, özel olarak geliştirilmiş, ancak günümüzde yüksek hızlı demiryolları için standart kabul edilen azami hızlardan daha düşük hızlara imkân tanıyan, elektrikli yüksek hızlı demiryolları ile büyük şehirleri birbirine bağlayan ve Direttissima olarak da bilinen Floransa - Roma yüksek hızlı demiryolu'nu inşa etti ve hızlı ETR 200 tren setlerini geliştirdi.

İkinci Dünya Savaşı'ndan ve faşist rejimin çöküşünden sonra, yüksek hızlı demiryollarına olan ilgi, hükûmetlerin bu hatları inşa etmenin çok maliyetli olduğunu düşünmesi ve bunun yerine konvansiyonel demiryollarında orta-yüksek hızda (250 kilometre/saat (160 mph) hıza kadar) işletilecek olan yalpalı tren Pendolino'yu geliştirmesiyle azaldı. Tek istisna, Floransa ve Roma arasında hizmet veren Direttissima'ydı, ancak bu hat da büyük ölçekte bir yüksek hızlı demiryolu olarak tasarlanmamıştı.[166]

1980'ler ve 1990'lar boyunca uluslararası standartları karşılayan gerçek bir yüksek hızlı demiryolu ağı geliştirildi ve 2010 yılına kadar 1.000 kilometre (620 mi) yüksek hızlı demiryolu hattı tamamen jizmete girdi. Trenitalia tarafından işletilen yüksek hızlı demiryolu hizmeti Frecciarossa, 25 kV AA ve 50 Hz elektrik enerjisiyle çalışan ve 300 kilometre/saat (190 mph) azami hıza ulaşabilen ETR 500 ve Frecciarossa 1000 yüksek hızlı trenleri ile işletilmektedir.

100 milyondan fazla yolcu, hizmetin başlangıcından 2012'nin ilk aylarına kadar Frecciarossa'yı kullanmıştır.[167] Yüksek hızlı demiryolu sistemi, 2016 yılı itibarıyla km. başına yılda 20 milyar yolcuya hizmet vermektedir[168] ve bu bağlamda İtalyan yüksek hızlı demiryolu hizmetleri, sübvansiyonlar olmadan da kârlıdır.[169]

Dünyadaki ilk halka açık özel yüksek hızlı tren işletmecisi olan Nuovo Trasporto Viaggiatori, 2012'den beri İtalya'da faaliyet göstermektedir.[170]

2015 itibarıyla, Norveç'in en hızlı trenleri saatte 210 kilometre/saat (130 mph) azami ticari hıza sahiptir ve FLIRT trenleri 200 kilometre/saat (120 mph) azami hıza ulaşabilmektedir. Oslo-Gardermoen Havalimanı'nı başkent Oslo'ya ve ana hat bağlantısıyla ülkenin kuzeyindeki Trondheim'e bağlayan 42 kilometre (26 mi) uzunluğundaki Gardermoen yüksek hızlı demiryolu'nda ise 210 kilometre/saat (130 mph) azami hızla işletime izin verilmektedir.

Oslo çevresindeki ana hat demiryollarının bazı bölümleri 250 kilometre/saat (160 mph) azami hıza uygun olarak yeniden inşa edilmiştir:

Mevcut Sankt-Peterburg - Moskova demiryolu'nda 250 kilometre/saat (160 mph) azami hızla ve Helsinki ile Sankt-Peterburg bağlantısını sağlayan Riihimäki - Sankt-Peterburg demiryolu'nda ise 200 kilometre/saat (120 mph) azami hızla yüksek hızlı demiryolu taşımacılığı yapılmaktadır. Gelecekteki hedefler arasında, Trans Sibirya Demiryolu gibi, Uzak Doğu'dan Avrupa'ya -potansiyel olarak gemiyle aylar ve havayoluyla saatler süren güzergâhta- üç günde yük taşımacılığı yapılmasını sağlamayı amaçlayan yüksek hızlı demiryolu hatları oluşturmak bulunmaktadır.

Amerika Birleşik Devletleri, yüksek hızlı demiryolu için yargı bölgelerine göre değişen yerel tanımlara sahiptir.

Tamamı Kuzeydoğu Koridoru'nda hizmet veren Amtrak'ın -240 kilometre/saat (150 mph) hıza ulaşabilen- Acela Express'i ve -bazı seferleri 125 mil/saat (201 km/sa) hıza ulaşabilen- Northeast Regional, Keystone Service, Silver Star, Vermonter ve -MARC tarafından işletilen- bazı Penn Line ekspres trenleri günümüzde Amerika kıtasındaki işletilen tek yüksek hızlı demiryolu hizmetleridir. Northeast Regional trenleriyle aynı güzergâhta hizmet veren, ancak daha fazla istasyonda duran Acela Express, Boston, New York, Philadelphia, Baltimore ve Washington, DC'yi birbirine bağlamaktadır. Diğer tüm yüksek hızlı demiryolu hizmetleri ise bu güzergâhın belirli bölümlerinde hizmet vermektedir. Ayrıca Kaliforniya'daki en büyük 5 şehri birbirine bağlayacak olan Kaliforniya yüksek hızlı demiryolu projesinin ilk etabı olan Merced - Bakersfield arasının 2027'de hizmete girmesi planlanmaktadır.[175]

Yüksek hızlı demiryolu taşımacılığı ile şehirler içinde erişilebilirlikte bir artış yaşanmıştır. Bu durum kentsel dönüşüme, yakın ve uzak şehirlere erişilebilirliğe ve verimli şehirlerarası ilişkilere imkân tanımıştır. Daha iyi şehirlerarası ilişkiler, şirketlere, ileri teknolojiye ve pazarlamaya yönelik üst düzey hizmetlere yol açmaktadır. YHD'nin en önemli etkisi, daha kısa seyahat süreleri ile erişilebilirliği artırmasıdır. YHD hatları, çoğu durumda iş seyahati yapanlara hitap eden uzun mesafeli güzergâhlar oluşturmak için kullanılmıştır. Ancak, YHD kavramında devrim yaratan kısa mesafeli güzergâhlar da olmuştur ve bu güzergâhlar şehirler arasında daha fazla fırsat yaratan işe gidiş-geliş ilişkileri yaratmıştır. Bir ülkede hem uzun mesafeli hem de kısa mesafeli demiryolu taşımacılığı kullanmak, bir metropol alanının işgücü ve konut piyasasını canlandırır ve o piyasayı daha küçük şehirlere kadar genişleterek ekonomik kalkınmanın en iyi örneğini oluşturur.[176]

Seul ile Incheon Uluslararası Havalimanı arasında hizmet veren AREX (İngilizce: Airport Railroad Express (AREX), romanize: Havalimanı Demiryolu Ekspresi) ile aynı güzergâhta sefer yapan KTX (Incheon Uluslararası Havalimanı - Seul) Yüksek Hızlı Treni, 30 Haziran 2014'te hizmete girmiştir. Ancak AREX güzergâhı yüksek hızlı demiryolu standartlarına göre inşa edilmediği için KTX trenleri, bu güzergâhta 150 kilometre/saat (93 mph) azami hıza ulaşabilmiştir. Hızdan kaynaklı sorunların yanı sıra yetersiz yolcu sayısı ve hat paylaşımı gibi çeşitli sorunlar nedeniyle de KTX hattı beklenen ilgiyi görmemiş ve Mart 2018'de iptal edilmiştir.[177]

Çin'de, 200 kilometre/saat (120 mph) hıza uygun hale getirilen birçok konvansiyonel demiryolu hattı, yeni yüksek hızlı demiryolu hatlarının hizmete girmesi üzerine yüksek hızlı tren seferlerine kapatılmıştır. Genellikle kasabalardan geçen ve birçok hemzemin geçit bulunduran bu hatlar, hâlâ yerel trenler ve yük trenleri tarafından kullanılmaktadır. Örneğin, Hankou - Danjiangkou (Handan) demiryolu'ndaki tüm yolcu EMU hizmetleri, daha yavaş hızlara uygun demiryolu hatlarındaki yük trenlerinin kapasitesini rahatlatmak için Vuhan - Shiyan yüksek hızlı demiryolu'na yönlendirilmiştir.[178]