单元列车是指一列固定机车车辆成为一个运营单元的列车，并以此作为运营计费的单元，利用加大其每车每列载重量和加快列车周转速度的办法，增加其产量（吨公里），以达到尽可能降低单元运输成本的目的。

单元列车一般是：从一个发站，利用现代化的大型装卸设备和环行装卸线，迅速地、有时常常是不停地装上一种大宗货物，固定编组成一个解体的列车。中途通过编组站，不进任何编解作业，到达终点站后，在环行线上迅速卸车，然后返回发货站，开始另一循环运转作业。开行单元列车通常严格按预定的开行时刻表，循环进行于发、到站之间，一般都有铁路与货主预先订立的定期合同。单元列车根据产、运、销的具体需要与可能条件，既可编成较短、载重量中小的列车，也可编成很长、载重量大的列车。为了尽量挖掘这种运输的潜力，近年来单元列车的概念扩大了，管理上带有创新的性质，发展成多种形式的单元列车，从过去在两地之间运输一种货物演变为四点之间运输两种货物，多点之间装卸一种货物，以及由罐车组成的“运输管道”列车等。

单元列车是固定车底、统一车型、在装卸车站间循环运转、重车送达空车返回、不进行解体编组作业的单一货种的重载货物列车。适用于煤炭、矿石等大宗货物的运输、装车地点多为矿区、卸车地点多为港口；固定径路可通过一条或几条铁路，运距越远效益越显著。装卸地点多设置环形线路，在装车点列车可在大型料仓的漏斗下徐行通过来装车，在卸车点可采用装有翻转车钩的车辆用翻车机卸车，也可采用底开门车辆在列车行进中在高架轨道上卸车。因为中途不改编、两端不摘钩装卸，可以加快货物送达和车辆周转，有效地降低运输成本。美国、加拿大，澳大利亚等国已普遍采用，牵引吨数一般达万吨左右。我国由大同煤矿至秦皇岛港口的大秦双线电气化铁路，也计划开行万吨的单元列车。

合理列车重量是指在年运量确定的条件下，完成每万吨公里货物周转量换算工程运营费最小时的列车重量。在满足牵引计算限制的条件下，列车重量与所能完成的运量存在如下关系。当年运量一定时，增加列车重量可以节省运营费支出。列车重量的增加，使机车分摊到每万吨公里货物周转量的机械功消耗、电能消耗减小；与每万吨公里能耗有关的修理费和燃料费下降；与机车小时有关的修理费、机车与列车乘务组工资也随列车重量增加而减小运量一定时，增加列车重量可降低行车密度，特别在单线铁路上，会让次数减少，可增加列车旅行速度，加速机车车辆周转和货物及时送达，提高机车车辆利用率并降低货物在途滞留费。行车密度降低，便于大型养路机械上道作业，提高线路质量，延长线路大修周期。增加列车重量，要求车站会让线长度延长，需增加工程投资。但由于行车密度减小，可以延长站间距离，减少会让站个数，节约设站工程投资及运营支出。综合以上，工程费支出随列车重量增加而有所增加，但增加幅度不大。

分析表明，运量、列车重量和每万吨公里的换算工程运营费之间存在以下关系：1.增加列车重量会引起工程费增加，当年运量较小时，工程费在换算工程运营费中占有较大比重，对总支出影响较大。当年运量较大时，运营费在换算工程运营费中所占比重增大，故增加列车重量减小运营费，可使完成单位货运量的换算工程运营费降低。2.应尽可能有效地利用机车功率增加列车重量，在完成同样的列车公里时，可增加机车产量，减少机车需要台数及购置费，节约运营支出。3.双线铁路列车重量不宜太大，最经济重量应在万吨以下，并采用双机牵引，可以节省装卸车及编组等待时间，加速货物送达与机车车辆周转。

列车纵向力过大

由于车辆间通过车钩缓冲器相连，存在着车钩结构间隙和缓冲器的安装间隙，使全列车累计的总间隙可能达到很高的数值（例如加拿大由111辆车辆组成的列车，总间隙可达到12m 以上），造成明显的间隙效应，使行车中车辆的加速度很大，列车发生严重的松旷运动，瞬时车钩力竟超过2.45MN。在这种很大的低频力的作用下，使车钩缓冲装置、轴承及车体、转向架等均处在十分恶劣的工作环境下，极易造成损坏。近年来，国外虽然采取了不少措施，采用合理的结构型式及高强度材料来强化车辆及其零部件，减少行车的危险性，但在如此大的纵向力作用下，车辆的维修费用相当可观。由于要缓和列车的纵向冲动，造成司机操纵列车的困难，顾及列车运行的平稳性，又增加了燃料消耗。

长大列车易发生意外制动

由于施行空气制动时的列车过长及列车管的漏泄，特别是在潮湿的气候条件下，长大列车容易发生意外紧急制动或制动阀的误动作制动，影响列车的正常运行，造成不应有的经济损失。此外，在长大下坡道制动时的制动力保持困难，缓解后向列车管充风的时间长，确保行车安全等也都难以彻底解决。

车轮磨损及剥离严重

采用传统的三大件转向架用于单元列车时，车轮发生比较严重的磨损及剥离，对轨道的破坏也较严重，从而增加了机车车辆及线路的维修费用。由于现有单元列车运行中发生的运行安全、车辆、线路维修费较高以及能源消耗较多等问题，导致各国开始探索改进及解决的途径。

典型的第二代单元列车构思为：由10节车辆通过无间隙的牵引杆相连，组成车组，每三个车组间由通常的车钩缓冲装置相连，前部加挂机车，组成列车单元；若干列车单元首尾通过车钩缓冲器相接，组成单元列车。车组内的车辆数可以不受限制。

由于机车在列车中分散配置，对现有的机车遥控装置做了必要的改进，其特点是：1.头部机车的空气制动装置改为由按钮通过电磁阀控制，以便实现遥控；2.列车中的机车采用由头部机车同步控制，并充分考虑了今后根据机车在线路上所处部位不同而通过遥控及微机控制采用不同方法操纵的可能性；3.遥控既可采用有线方式通过电缆实现，也可以采用无线方式控制，第一阶段采用有线控制；4.相邻列车单元间的列车管不相连，每一单元中车辆的空气制动由该单元的机车接受头部机车遥控信号后控制；5.该系统可以实现装车时的低恒速运行及卸车时翻车机的拨车运动；6.硬件设计应考虑利用现有技术实现；7.发展电子控制系统（ECS），采用16位微机进行各种控制，设计中要求确保系统的最大可靠性、该电子系统备有一些接口，如机车前后端车钩力的测试接口，运行里程记录接口，与运输指挥系统相连的先进的列车控制系统（ATCS）接口等。