列车脱轨是影响行车安全的重要因素。脱轨系数（Q/P）的计算，是基于轮轴横向力Q与垂直力P的比值。在列车运行过程中，轮轨接触点上的力平衡关系决定了脱轨系数的计算方法。研究发现，脱轨系数除受轮轨接触角和摩擦系数影响外，还会受到冲角的影响。这是因为轮轨间横向和纵向蠕滑力的饱和特性导致在有纵向切线力作用时，接触面内的蠕滑力基本饱和，横向蠕滑力变小，脱轨系数Q/P的限度值变大。这解释了机车不易脱轨的原因。

在车轮爬轨时，脱轨系数Q/P值随轮缘爬起和轮轴侧滚角增大而逐渐加大，达到极大值后逐渐减小。轮缘失去防止脱轨功能的范围内，从车轮轮缘爬轨开始到极大值前评定防脱轨性能是有效的。脱轨系数Q/P的界限值根据不同的条件有所不同，当t≥0.05 s时，被认为是车轮轮缘爬轨引起的脱轨，其限界值为0.8；当t＜0.05 s时，被认为是车轮轮缘冲击钢轨引起的脱轨，脱轨系数限界值应满足以下条件：(Q/P)max≤0.04/t。

列车的高速化导致钢轨表面的波浪磨耗造成了轮重的高频变动，这种现象在发生地点造成了短时间大的轮重减载，以致出现了较大的脱轨系数，但车轮的悬浮量很少。在这种情况下，用脱轨系数的作用时间来评定防脱轨性能，通过理论计算，以15 ms作为限界值。脱轨系数作用时间在50 km/h～200 km/h速度范围内随着速度的增加而减少，200 km/h以上则基本不变，但随着载荷(轮重)的增加而减少。

轮重减载率（△P/P）是衡量车轮是否因一侧车轮减载过大而脱轨的指标。对于车轮防脱轨性能来讲，只研究脱轨系数还不够。当轮重P较小，横向力Q也小，受到横向力测量误差的影响就大，这样求得的脱轨系数就不能很好地反映车轮防脱轨性能。因此，必须对轮重的减载量予以限制，这就是评定防脱轨性能的另一项重要指标——轮重减载率。

准静态轮重减载率用于评价在缓和曲线上轨道扭曲，圆曲线上超高不足或过剩等场合车轮较长时间产生的轮重减载，减载率不得大于0.6。动态轮重减载率由于轮对上作用着横向力，有必要对轮重减载率加以限制。根据这样的观点，限界值规定不得大于0.8或0.9，即瞬间动态轮重最小值不小于静轮重的0.2或0.1倍。

造成车轮减载的主要因素包括车辆货物偏心装载、车体或转向架刚性过大、线路存在严重高低和方向不平顺、转向架驶出圆曲线进入缓和曲线时，前轴外轮将浮起造成外轮减载。

轮轴横向力(kN)对由轮对作用于线路的最大横向力加以限制，以降低因横向力引起护板移动所造成的危险。横向平稳性和垂向平稳性是衡量车辆稳定性的指标，其超限值为2.5（大约）。

轨道几何尺寸的检测项目包括轨距、轨向不平顺、高低不平顺、三角坑、水平等。车体振动加速度是机车车辆对力道几何偏差的动力响应，也是对机车车辆运行的平稳性测量。舒适度标准针对时速200km以上区段的考核指标，对70m高低、轨向进行了考核，同时对轨距变化率、曲率变化率和横加变化率进行了考核。