با توجه به جمعیت کنونی جهان می توان به راحتی این مطلب را درک کرد که رشد مثبت جمعیت باعث افزایش جمعیت روز افزون کره ی زمین می باشد بسیار مسئله ی مهمی برای عموم می باشد چرا که جمعیت یکی از پارامتر های کلیدی و سرنوشت ساز دنیا در انواع مسائل پیش رو نظیر منابع طبیعی، مواد غذایی، اشتغال، سکونت ، حمل و نقل و . . . می باشد.
مورد بحث ما موضوعی بسیار مهم بوده تحت عنوان حمل و نقل که امروزه بسیار اهمیت دارد و حتما در آینده با توجه به رشد جمعیت اهمیت آن نیز بیشتر و بیشتر می شود. با توجه به رشد جمعیت شهری انتظار می رود تا سال ۲۰۵۰ میلادی یعنی تقریبا تا ۳۵ سال آینده باید شاهد سه برابر شدن مسافت های طی شده ی مسافران باشیم که این میزان حمل و نقل بسیار زیاد بوده و باید پایه ریزی آن از امروز صورت پذیرد. چنانچه در همین امروز نیز بسیاری از کلان شهر ها با مشکل راه و حمل و نقل مواجه هستند و گاهی تبدیل به یک معضل بزرگ می شود.
ترابری و ارتباطات جایگزین و مکمل یکدیگرند. با اینکه ممکن است ارتباطات کاملاً پیشرفته بتواند جایگزین ترابری شود و شخص به جای دیدن کسی از نزدیک، به او تلگراف، تلفن، دورنگار یا ایمیل بزند، ثابت شده‌است که این شیوه‌های ارتباطی در واقع در کل ارتباط دوطرفه بهتری را ایجاد می‌کنند. پیشرفت در ترابری بدون ارتباطات غیرممکن است. ارتباطات برای سامانه‌های ترابری پیشرفته حیاتی و ضروری است، از خطوط راه‌آهن دارای یک خط که می‌خواهند در هر دو جهت از آنها قطار عبور کند تا کنترل خطوط هوایی که همواره باید از محل هواپیما در آسمان اطلاع داشته باشد. بنابراین، مشاهده شده‌است که افزایش و پیشرفت یکی، به توسعه بیشتر دیگری می‌انجامد. برای پیاده‌سازی ارتباطات در حمل و نقل شیوه‌های وسیله نقلیه به زیر ساخت و وسیله نقلیه به وسیله نقلیه وجود دارد. در صورت استاندارد بودن زیرساخت های ارتباطی باید مد نظر قرار گیرد.
یک رابطه و ارتباط مشهور بین انبوهش (تراکم) توسعه و انواع ترابری وجود دارد. تراکم عبارت است از نسبت مساحت فضای طبقه (ساخته شده) به مساحت زمین. طبق قانون شست، انبوهش‌های یک‌ونیم یا کمتر برای اتومبیل‌ها (خودروها) مناسب هستند، و تراکم‌های شش و بیشتر برای قطارها. محدوده تراکم‌های بین حدود دو تا چهار از قواعد قراردادهای ترابری خصوصی یا همگانی خیلی پیروی نمی‌کنند. بسیاری از شهرها دارای این میزان تراکم بوده و از مشکلات ترافیکی رنج می‌برند. جابجایی سریع شخصی ممکن است این خلاء را پر کند. کاربری زمین از فعالیت‌ها پشتیبانی می‌کند. این فعالیت‌ها از لحاظ فضایی از هم فاصله دارند. مردم احتیاج دارند از نقطه‌ای به نقطه‌ای دیگر بروند (به عنوان مثال از خانه به محل کار یا خرید، و بازگشت به خانه). ترابری یک خواسته برآمده است که وجودش برای فعالیت‌هایی که در انتهای سفرها انجام می‌شوند لازم است. بهره‌گیری بهینه از کاربری زمین فاصله بین فعالیت‌های عادی و روزمره (مانند خانه و خرید آذوقه) را کاهش می‌دهد، و مکان‌های توسعه یافته دارای تراکم بیشتر را نزدیک خطوط ترابری و مراکز فعالیت قرار می‌دهد. کاربری زمین نامناسب باعث تمرکز فعالیت‌ها (مانند مشاغل) در محل به دور از سایر مقصدها (مانند خانه و خریدگاه‌ها) می‌شود. راه‌هایی برای صرفه‌جویی در تراکم وجود دارد. بسیاری از زمین‌ها می‌توانند کاربری‌های بهتری از کاربری حمل و نقلی داشته باشند. تسهیلات حمل و نقلی به زمین نیاز دارند و در شهرها سطوح آسفالت و سنگفرش شده (شامل خیابان‌ها و پارکینگ‌ها) به راحتی تا بیش از بیست درصد کل کاربری زمین‌ها را دربر می‌گیرند. یک سامانه ترابری کارا می‌تواند از هدر رفتن زمین جلوگیری نماید.
ترابری یکی از بخش‌های عمده و اصلی مصرف‌کننده کارمایه (انرژی) است. بیشتر ترابرها از سوخت‌های هیدروکربنی استفاده می‌کنند. اگر این سوخت‌ها ناقص بسوزند، تولید آلودگی می‌کنند. با وجود اینکه وسایل نقلیه در ایالات متحده نسبت به گذشته به علت مقررات زیست‌بومی آلودگی کمتری ایجاد می‌کنند، اما در عمل این امر به دلیل افزایش تعداد ترابرها (وسایل نقلیه) و میزان استفاده‌ای که از هر یک از آنها می‌شود، بی‌اثر شده‌است. سوخت‌های کم‌آلوده‌کننده می‌توانند آلودگی را کاهش دهند. در حال حاضر معمول‌ترین سوخت کم‌آلوده‌کننده گاز مایع است. هیدروژن نیز یک سوخت کم‌آلوده‌کننده‌است؛ حتی از گاز هم کمتر هوا را آلوده می‌کند.
یک روش دیگر بالا بردن کارایی وسایل نقلیه‌است، که کاهش آلودگی و اتلاف را به‌وسیله ایجاد کاهش در مصرف کارمایه به همراه دارد. اگر امکان بهره‌گیری از نیروی الکتریسیته در ترابرها وجود داشته باشد، موتورهای الکتریکی بهترین و کاراترین گزینه هستند. راه دیگر تولید کارمایه با استفاده از یاخته‌های سوختی است که کارایی‌شان دو تا پنج برابر موتورهای گرمایشی مرسومی است که در ترابرها وجود دارند. یک روش ترکیبی و بسیار موثر طراحی ترابرهای زمینی به شکلی است که مقاوت هوا در مقابل آنها کم شود، زیرا این وسایل هفتادوپنج درصد از کارمایه خود را صرف غلبه بر مقاومت هوا می‌کنند. روش دیگر بازیافت انرژیی است که در اثر ترمز از دست می‌رود؛ به‌کارگیری این روش نیازمند یک ترابر پیچیده‌تر است.
حال با توجه به مطالب گفته شده می خواهیم برخی از وسایل حمل و نقل که مهندسان در تخیل خود در حال کار کردن بر روی آن ها هستند و در برخی نیز موفق به اجرایی کردن آن ها بوده اند بپردازیم.
یکی از وسایل حمل و نقل مناسب برای جمعیت های بالا استفاده از قطار می باشد زیرا با توجه به مسیر محدود خود همچنین قابلیت جابه جایی تعداد مسافر بالا و هزینه ی کمتر آن بسیار مناسب می باشد . حال مهندسان بر این فکرند که روش های قدیمی راهنی و ریلی را به سیستم های جدید و پیشرفته با کارایی بالاتر تبدیل کنند در این راستا از مهمترین آن ها می توان به maglev و Hyperloop اشاره نمود که بهترین شانس را برای پیوستن به حقیقت دارند اما آیا آینده ی مسافران ریلی را می توانند تشکیل دهند؟
Maglev
مگلو مکانیسمی بسیار پیشرفته و منحصر به فرد است نام دیگر آن خیزش مغناطیسی و یا مگلو می باشد. این سیستم باعث می شود قطار به صورت معلق بر روی ریل ها قرار بگیرد در ساخت این ریل ها بیشتر سعی شده است مستقیم الخط باشند و از پیچ های متعدد جلوگیری شده است نیرویی الکترو مغناطیس و فرو مغناطیس بین ریل ها و قطار باعث شده است که وسیله ی نقلیه به سمت بالا کشیده شود از طرفی آهنربا های دیگری برای نگهداری قطار و کنترل و هدایت آن بر روی ریل ها به کار برده شده است. این فن آوری در آلمان طراحی شده است و در حال حاضر در شانگهای از فرودگاه تا مرکز شهر با سرعتی معادل ۴۳۰ کیلومتر بر ساعت در حال کار کردن است.
با این حال کشور ژاپن از نظر استفاده از مگلو ها بیشترین استفاده را در خود ایجاد کرده است البته این کشور تمرکز بسیار زیادی بر روی توسعه ی این سیستم ها نموده و فن آوری خیزش مغناطیسی قرن هاست که فکر مهندسان و محققان را درگیر خود کرده است. با این حال ژاپن اخیرا مجوز استفاده از این فن آوری را از سال ۲۰۲۷ میلادی گرفته است. این قطار با سرعتی معادل ۵۰۰ کیلومتر بر ساعت مسافت ۵۰۰ کیلومتری بین این دو شهر را طی خواهد کرد میتوان اذعان کرد بر خلاف سیستم های مغناطیسی استفاده شده در شانگهای کشور ژاپن می خواهد. بر اساس دافعه های مغناطیسی که بسیار قدرتمند تر از ابر رسانا ها می باشد استفاده کند. البته این عمل بسیار هزینه بر بوده و شاید هزینه ی بالای آن دولتمردان و مهندسان را به تامل در مورد ساخت آن وا دارد.
Hyper loop
هایپرلوپ نوع جدیدی از حمل و نقل سریع است که توسط ایلان ماسک بنیانگذار شرکت‌هایی همچون تسلا موتورز، پی‌پل، و اسپیس‌اکس مطرح شده است.
در این نوع حمل و نقل کپسول‌هایی در داخل لوله‌هایی که در آن شرایط خلأ حکم فرماست تا اصطکاکی در کار نباشد قرار می‌گیرند که سرعتی بالغ بر ۱۲۲۰ کیلومتر بر ساعت دارد. با این سرعت می‌شود ظرف تنها ۳۵ دقیقه از لس‌آنجلس به سان فرانسیسکو رفت. هایپر لوپ با استفاده از فشار هوایی که از عقب وسیله وارد و از خروجی‌های پائین آن به بیرون رانده می‌شود حرکت می‌کند.
البته تا اجرایی شدن و بهره برداری از آن زمان بسیاری مانده است، چرا که هزینه بهره برداری از آن در حال حاضر ۷۰ میلیارد دلار است که باید کاهش یابد و موانع زیست محیطی بسیاری در راه آن قرار دارد. برای مثال آلودگی صوتی آن در حال حاضر به قدری است که نمی‌توان آن را در نزدیکی مناطق مسکونی استفاده کرد.