与公路上行驶的汽车、天空中翱翔的飞机不同，火车的前进离不开两条细长的铁轨。那么，为了避免脱轨事故的发生，火车上都有哪些特殊的设计呢？
首先就是火车的车轮形状。它的正面是我们熟悉的圆盘形状，但从侧面观察就会发现：这并不是一个简单的圆柱体，而是有着特殊的型线。
在车轮的内侧，有一圈凸起的“轮缘”，它可以引导火车沿着导轨方向前进，并在关键时刻阻碍火车脱轨。
红色部分为火车“轮缘”
多数时候 轮缘并不会与铁轨接触
但是在多数情况下，轮缘并不会与铁轨发生接触，真正起作用的其实是车轮外侧的“踏面”。它同样不是一个圆柱面，而是一个“锥面”，即外侧的滚动半径较小，内侧的滚动半径较大。
真正与铁轨接触的部分为“踏面”
踏面是一个锥面
当火车在平直的铁轨上行驶时，一旦车轮开始偏向一侧，由于两侧车轮与铁轨的接触半径发生变化，车轮就会自动偏向另一侧寻找平衡。如此一来，火车便会处在来回晃动的动态平衡之中。
火车行驶过程处于动态平衡之中
当然，锥面的车轮不仅能保证火车在直线行驶时不脱轨，在转弯时，同样发挥着重要作用。例如，当火车向左转弯时，受离心力的影响，左侧的车轮外侧会接触铁轨，而右侧的车轮内侧会接触铁轨，又因为车轮是锥面，所以，外侧半径要小于内侧半径，也就是说，在转动相同角度的情况下，右侧车轮滚动的距离要大于左侧车轮滚动的距离，再加上外侧铁轨长于内侧铁轨，所以，火车自然不会发生漂移，而是顺利地通过弯道了。
向左转弯时 两侧车轮的接触半径发生变化
但是，车轮锥面的内外侧半径相差得并不是很大，所以，火车的转弯半径会受到一定的限制。因此，在遇到较小的弯道半径时，就可以采用“外轨超高”的方法，即将外轨的高度抬到一定程度，利用车体重力产生的向心力来平衡离心力。
外轨超高
除此之外，火车底部的转向架、轨距宽度的调整、驾驶速度的把控等都能防止脱轨事故的发生。但是，自然灾害却难以避免。
2020年的3月30号，湖南省郴州市发生的列车脱轨事故，致使1名乘警殉职、122名旅客和5名列车工作人员受伤，后经调查发现，事故原因是列车与线路上的滑塌体相撞。
2010年江西火车脱轨事故的主要诱因是降雨导致的山体滑坡掩埋线路。
类似的由自然灾害引发的脱轨事故还有很多，这是否也给铁路部门提了一个醒：不仅要应对客观条件可能导致的脱轨事故，也要加强对风险的预判能力，对铁路两侧的环境安全隐患进行排查。
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