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Une entreprise ferroviaire est une société prestataire de service qui assure des services de transport de personnes ou de marchandises sur un réseau ferroviaire.

Lorsqu'elle est également gestionnaire d'infrastructure ferroviaire, on parle d'entreprise ferroviaire intégrée.

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Les entreprises ferroviaires, peuvent assurer des services sous différentes marques commerciales ou assurer la traction de trains d'autres entreprises. Le réseau ferré de certains pays comme la France et la Russie sont opérés par une compagnie nationale, qui a à la fois un rôle d'opérateur et de gestionnaire d'infrastructure ferroviaire à l'échelle nationale (SNCF, Compagnie des chemins de fer russes, etc.). À l'inverse, certains pays tels que le Royaume-Uni ou les États-Unis possèdent des compagnies ferroviaires opérant chacune une ou plusieurs lignes ou des concessions ferroviaires.

Plus spécifiquement dans l'Union européenne et notamment en France, une entreprise ferroviaire, doit :

• sur le plan réglementaire, être titulaire :
  • d'une licence d'entreprise ferroviaire, délivrée par les autorités du pays dans lequel se trouve le réseau exploité,
  • d'un certificat de sécurité, délivré par une Autorité nationale de sécurité d'un État membre de l'Union européenne, qui atteste la capacité de cette entreprise à manager la sécurité. Cette Autorité est l'EPSF pour la France.
• sur le plan technique, elle doit disposer de locomotives et de matériel remorqué (voitures, wagons), qu'elle peut éventuellement louer sur le marché, et disposer de sillons horaires, c'est-à-dire de créneaux horaires de circulation, qui lui sont attribués par le gestionnaire d'infrastructure en contrepartie de redevances.

Ces dispositions, qui découlent des directives européennes s'appliquent au réseau ferré national géré par SNCF Réseau, et à d'autres réseaux ferroviaires, mais pas aux réseaux locaux de métro et de tramways, notamment le réseau de la RATP.

En Europe, il existe plus de 1 000 entreprises ferroviaires identifiées par l'Union internationale des chemins de fer (UIC) et l'Organisation pour la Coopération des Chemins de Fer (OSJD).

Les principales entreprises ferroviaires de transport de voyageurs sont la SNCF, la SNCB, la DB, Trenitalia, les NS, Amtrak, Canadien National, First Group, la Compagnie des chemins de fer russes, China Railway Corporation, Japan Railways, etc.

Le tableau suivant comprend l'ensemble des entreprises ferroviaires et des marques commerciales de transport de voyageurs opérant sur le réseau ferré national français.

Les entreprises ferroviaires de fret sont généralement des filiales spécialisées d'autres entreprises ferroviaires. Le concept d'opérateur ferroviaire de proximité, suivant le modèle des shortliners anglo-saxons, se développent depuis le début des années 2010. Ce sont de petites entreprises ferroviaires exploitant des marchés de wagons isolés pour des dessertes locales ou portuaires.

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