「試運転」とは、列車を営業運転（お客さまを乗せて走る運行）に就く前に、あらゆる性能や安全面を確認するために行う走行試験のことです。新造車両や大規模な検査を終えた車両はもちろん、線路や信号システムなどインフラ側の改良時にも欠かせないプロセスです。
試運転には大きく分けて二つの目的があります。ひとつは性能・安全確認。ブレーキの効き具合や加速性能、各種センサー類の動作、さらには非常時の自動停止装置（ATS／ATC など）が規定どおり動くかを、データロガーで細かく計測します。もうひとつは運転士・乗務員の習熟。新しい装置や運転台配置に慣れてもらうため、現場の乗務員がハンドルを握って何度も走るわけです。
また、試運転には段階があり、まずは車両基地内の短い線路で行う「構内試運転」、次に本線へ出て最高速度まで試す「本線試運転」といった具合にステップアップしていくことも多いです。夜間の終電後に実施されることが多いのは、ダイヤ上の制約を受けにくい・線路閉鎖が必要だからなどとなります。
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