北京有兩千多萬人口，絕大多數是外來務工人員，所以，北京的交通壓力一直比較大。最早隻有一座北京火車站，東北，華東，華南開來的列車都集中在這裡。随着經濟的發展，人口的增加，一座火車站難以滿足人們的出行需要。在1996年新建了北京西站，引入京廣，京九鐵路。進入高鐵時代，又改造了北京南站作為京滬高鐵的始發站。近幾年，又有北京朝陽站，清河站竣工。
北京火車站由于建設年代早，是一座盡頭站，列車隻能從東邊進，東邊出；如今客流越來越大，這種結構給列車組織帶來不少的麻煩，降低了運營效率。在2005年，北京站到北京西站的地下直徑線開工。有了這條線路，北京站的列車接發效率能提高很多。
北京站到北京西站地下直徑線全長9.15公裡，設計時速100km/h，線路從北京站西側入地，沿崇文門西大街，前門大街，宣武門大街，蓮花池東路出地面，進入北京西站，有6公裡與北京地鐵2号線平行，與地鐵隧道最近距離不到2米，上穿地鐵崇文門站時，距地面僅2-3米的距離，施工難度大。這條線路施工曆時9年多，于2015年正式開通，耗資20億元。
這條線路不僅方便了北京站的列車運行，更重要的是打通了東北南下的條件，東北開來的火車進入北京站後，不再需要掉頭，可由此到北京西站，然後經西長聯絡線上京廣鐵路。意義如此重大的一項工程，但目前實際利用率并不高。每天隻有幾趟普速列車和市郊鐵路副中心線的列車使用。
為何花了9年，20億建設的鐵路，利用率這麼低呢？
首先，這條線路規劃較早，待建成時，天津到保定的鐵路已經通車，東北南下的列車在沈陽經秦沈，津秦線到天津，然後由津保鐵路到保定，就上了京廣線，比走北京更方便快捷。
其次，這條地下直徑線受空間限制，北京站隻有南側的京滬場接入地下直徑線，北側的京哈場并沒有接入。如果東北的列車去北京西站，需要跨越京滬正線，影響列車組織運行。
第三，北京西站現在京廣，京九的普速列車比較多，還有市郊鐵路，京雄城際，站台數量比較緊張，難以承接更多的列車。今年年底，北京豐台站開通後，京滬，京九，京廣的普速列車全部遷移過去，騰出西站和北京站接發列車的空間，可能會有部分東北普速經地下直徑線終到北京西站。
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