Ankara-İstanbul hızlı tren projesinde tamamlanan bölüm olan Ankara-Pendik işletmesi devam ederken hattın en önemli eksikliği olan Avrupa Yakası’na geçmesi ile ilgili çalışmalar planlanmaktadır. Pendik-Halkalı kesiminde devam eden Marmaray Projesi Banliyö Modernizasyonu İşlerinin (CR3) en erken 2017’de biteceği göz önünde bulundurulduğu zaman Ankara-Halkalı YHT İşletmesi için bir süre daha beklenecektir. Banliyö hatları tamamlandığı zaman hızlı tren şehiriçinde maksimum 120 km/sa hız yapabilecektir. İzmit’ten itibaren hızını düşüren trenin hedeflenen zamanda Halkalı’ya ulaşması mümkün görünmemektedir. Bundan dolayı Köseköy’den itibaren alternatif bir demiryolunun yapımı planlanmaktadır. Planlanan yeni demiryolu koridoru saatte 250 km hıza uygun olarak planlanmakta ve 3. Köprü’nün orta şeridinden geçmektedir. Üçüncü Köprü, 3. Havalimanı ve Marmaray Projeleri’ni 62 kilometrelik demiryoluyla birbirine bağlayacak yeni hat için uygulamaya esas teşkil edecek kesin projeleri hazırlanması amacıyla ihale ilanı yapılmıştır. TCDD tarafından 12 Mayıs’ta yapılması planlanan ihale kapsamında Ulaştırma, Denizcilik ve Haberleşme Bakanlığı’nın Köseköy-3.Köprü-Halkalı arasında kuracağı 152 kilometrelik yüksek hızlı tren hattının, 3 dev projeyi kapsayan 62 kilometrelik kısmının (3. Köprü-Halkalı) proje çalışmaları yapılacaktır. Projenin Köseköy-3.Köprü kesimi ise İstanbul-Adapazarı YHT Kuzey Geçişi kapsamında projelendirilmiştir. Köseköy’den makas ile ayrılan kuzey hattı Sapanca Gölü’nün kuzeyinden Sakarya İli’nin kuzeyinden geçip Akyazı rotasıyla Çayırhan ve Sincan’a ayrıca bağlanacaktır. Yüksek hızlı trenlere uygun olarak yapılacak yeni demiryolunun proje çalışmasının 1,5 yıl sürmesi bekleniyor. Bu yıl sonunda çalışmalara başlanması halinde 2017’de projelerin teslim edilerek yatırım planına alınması ve inşaat çalışmaları için hazırlıkların başlaması beklenmektedir. Çalışma kapsamında zemin etütleri, kamulaştırma planları hazırlanacaktır. 3. Köprü’den 3. Havalimanı’na raylı sistemle ulaşma imkanı sunan projeye göre, yüksek hızlı tren 3. Köprüden çıktıktan sonra Avrupa Yakası’nda 700 metrelik bir tünele girecektir. Çevre yolundan farklı olarak kendi rotasında devam edecek olan hızlı tren, 3. Havalimanına uğrayacaktır. Ardından da Odayeri civarında makasla ayrılıp, fiamlar üzerinden Başakşehir’e (Kayabaşı) dönerek Halkalı’ya gidecektir. Yeni Demiryolu, Halkalı’da, banliyö hatları iyileştirmesi devam eden Marmaray Projesine bağlanacaktır. Küçükçekmece Gölü’nden geçmesi planlanan Kanal İstanbul’un doğu yakasından geçmesi planlanan hızlı tren hattının Halkalı-Kapıkule YHT Projesi ile de entegre olması beklenmektedir. 

Böylece Edirne ile İzmit arasında kuzey demiryolu oluşturulacak ve Marmaray Tüp Geçit’teki kapasite darboğazı aşılacaktır. Bu darboğaz sebebiyle hızlı trenler bazı saatlerde Avrupa Yakası’na geçemeyecektir. Buna göre, Marmaray’da Karma Trafik Yönetimi uygulanacaktır. Halkalı-Gebze arasındaki 76 km’lik bir proje olan Marmaray, hali hazırda 13.6 km ile yolcu taşımaktadır. 5 istasyondan oluşan işletmede pik saatlerde 6 dakikada 1 tren çalıştırılmaktadır. 5’li dizilerle yapılan işletme ile günde 200.000’e yakın yolcu taşınmaktadır. Ayrılıkçeşme ile Kazlıçeşme arasındaki bölümü hizmet veren Marmaray’ın yer üstü banliyö hatlarındaki çalışmalar ise devam etmektedir. Halkalı-Gebze bölümü tamamlandığı zaman Marmaray’da Dünya’da bir ilk olan karma trafik yönetimi yapılacaktır. Buna göre tüp geçitten hem banliyö trenleri, hem de şehirlerarası yolcu ve yük trenleri çalışacaktır. Bundan dolayı aynı koridorda CBTC ve ETCS sistemleri kurulacaktır. Yer üstü bölümleri 3 hattan oluşan projede T1 ve T2 hatları banliyö trenlerine ayrılacak olup saatte tek yönde 28 tren çalıştırılacaktır. Gidiş geliş hatları düşünüldüğü zaman parkurda çift yönlü olarak 56 adet tren seferi yapılabilecektir. Bu durumda sefer sıklığı maksimum 2.14 dakikada 1 olacaktır. T3 olarak adlandırılan tek hatta ise şehirlerarası yolcu ve yük trenleri çalışacak olup çift yönlü işletme yapılacaktır. T3 hattından 1 saatte 3 tren geçecek olup sefer sıklığı 20 dakikada 1 olacak ve gerektiğinde T1 ve T2 hatlarından da faydalanılacaktır. 13.6 km uzunluğundaki tüp geçit bölümünde ise banliyö ve şehirlerarası trenlerin trafiği karma yönetim ile işletilecek olup 4 farklı senaryo kurgulanacaktır. 

1- CBTC trenini takip eden CBTC treni

2- CBTC trenini takip eden ETCS treni

3- ETCS trenini takip eden CBTC treni

4- ETCS trenini takip eden ETCS treni

Bu senaryolara göre banliyö treninden sonra şehirlerarası tren geçebileceği gibi tersi de mümkün olabilecek ve trenler blok mesafesi ile takip edilecektir. Halkalı-Gebze hattı tamamlandığı zaman şehirlerarası trenlerin tüp geçitten geçebilmesi için saatte 3 kere banliyö tren seferi durdurulacak ve yolcular 1 sonraki treni bekleyeceklerdir. Böylece 2.14 dakikada 1 çalışan banliyö treni saatte 3 kere, 4.28 dakikada 1 sıklığa çıkacaktır. Sonuç olarak 1 saatte geçecek 28 trenin 3’ü şehirlerarası trenler olacaktır. Bu durumda hızlı trenin Avrupa Yakası’na geçişi sıkıntılı olacaktır. Bu sıkıntıyı aşmak için 3. Köprü’den demiryolu geçmesine karar verilmiştir.