ミニ新幹線

ミニ新幹線（ミニしんかんせん）は、新幹線規格（フル規格）の線路を新規に建設することなく、既存の在来線を改軌した上で新幹線路線と直通運転（新在直通運転という）できるようにした方式で、鉄道高速化の一手段である。
概要.
新幹線と在来線の一体的なネットワークを形成することによって、高速サービスを全国新幹線鉄道整備法の枠外にある地方都市にも拡大しようとする手法（新在直通運転）の一つである。1983年（昭和58年）10月10日に日本国有鉄道内で、続いて1986年（昭和61年）には運輸省でも並行して検討が始まった。このような考えによる高速列車ネットワークの構築は1981年にフランスが初めて実現した（TGV）。
この方式を採用した鉄道路線は、旅客案内上「新幹線」と称しているが、全国新幹線鉄道整備法の定義では在来線であって、新幹線ではない。また、当然整備新幹線にも含まれない。あくまで在来線の改軌ならびに高速化改良である。
フル規格による新幹線の運行時間帯は、始発が午前6時以降、終着が午前0時以前（所定ダイヤの場合）となっているが、在来線であるミニ新幹線には山形新幹線つばさ122号（新庄駅5:40発）のように午前6時よりも前に始発駅を発車する列車もある。
なお、ミニ新幹線に直通する車両をミニ新幹線車両としている。ミニ新幹線は在来線を改軌した区間を指すことが多いが、ミニ新幹線車両はフル規格区間まで乗り入れる車両と位置付けられている。
フル規格路線の車止め標識はオレンジ色の標識が使われているが、在来線として扱われているので、在来線と同じく白い標識（山形駅・新庄駅・大曲駅・秋田駅に設置）が使われている。
特徴.
新在直通には車両側で対応する方法と軌道側で対応する方法、それらを組み合わせる方法がある。
これらのうち、1983年（昭和58年）、国鉄は軌道側で対応することにしたことで生まれた。山形新幹線とその新庄延伸・秋田新幹線では標準軌方式を基本としつつ、各線の状況をや輸送を考えて三線軌方式、標準軌・狭軌単線並列方式を一部に取り入れた。利点および欠点は下記のとおりである。
欠点.
三線軌条化しない場合（狭軌線路を併設せず、新幹線直通列車が走行する標準軌線路のみを敷設する場合）、以下の点も欠点となり得る。
課題とその解決.
まず踏切事故の問題がある。在来線区間では改良により速度が引き上げられた影響でトラックが今まで通りのタイミング感覚で横断してミニ新幹線車両が急停車することが起きた。特に豪雪地帯の在来線では雪により線路を道路と誤認し鉄道車両に衝突する事故も起きやすく、実際にミニ新幹線車両と衝突事故が起きた。同様の理由で勝手踏切を渡る人や動物をはねる問題が起きた。さらに在来線が雪が降る地域だと、在来線を走行中に車両に付着した雪が、新幹線区間の高速走行中に落下、バラストを巻き上げ、一番外側の窓ガラスに衝突しひびが入った。踏切事故対策として踏切を統廃合して少なくする、警報機、遮断機、非常ボタンを整備、自動車運転手への踏切視認性の向上（門型踏切、簡易門型踏切、オーバーハング型踏切の導入）、落下雪対策は雪落とし作業の追加とバラスト飛散防止スクリーンを設置した。
ミニ新幹線車両（400系、E3系）は高速化により従来車（485系など）より出力が1.5から2倍ほど高く、変電所の変圧器の容量が不足したので強化を行った。
主な運転保安規則（法令）の問題も起きた。新幹線と在来線とは全くと言っていいほど規制が違っていたためミニ新幹線に代表される新在直通は厄介であったが、2001年（平成13年）12月25日に「鉄道に関する技術上の基準を定める省令」として統合され、新在直通がしやすくなった。
路線.
採用された路線.
この方式で新在直通を図った路線として、2023年時点で山形新幹線（奥羽本線福島駅 - 新庄駅間）と秋田新幹線（田沢湖線・奥羽本線盛岡駅 - 秋田駅間）の2路線がある。前述のように「新幹線」と称しているものの、法的には在来線である。路線愛称の「新幹線」は山形新幹線の開業準備に入ってからである。
これらの路線で運転される特急列車「つばさ」や「こまち」は、新幹線直行特急と呼ばれる。
整備新幹線で構想された路線.
1988（昭和63）年度予算編成作業中に大蔵省主計官が整備新幹線建設を非難し膠着した。打開策として1988年（昭和63年）8月の運輸省によってフル規格新幹線、ミニ新幹線、スーパー特急の組み合わせで提示され、同年8月31日に政府・与党申し合わせにより整備内容が決定された。うちミニ新幹線整備区間は下記のとおりである。なお、どの線区でもフル規格実現への願望が強かった。
開業効果.
山形新幹線.
東京駅 - 山形駅間を最短3時間9分が2時間27分に短縮され、1995年（平成7年）に1両増結の7両編成化。5往復あった羽田空港 - 山形空港の航空便は2002年（平成14年）に廃止された。
秋田新幹線.
東京駅 - 秋田駅間を最短4時間29分が3時間49分に短縮され、1998年（平成10年）に1両増結の6両編成化。
車両.
車両特徴.
車体.
ミニ新幹線に用いる車両は在来線の車両限界で設計され、フル規格の新幹線車両よりも小型であるため、この呼び名がある。車長は、フル規格新幹線の25mに対して、ミニ新幹線では20 - 23mであり、車幅は、3380mmに対して、2945mmとなっている。そのため、新幹線区間では、乗降口とホームとの間隔が開いてしまうため、折り畳み式のステップを車両の乗降ドアの下部に備える。また、東北新幹線で使用されている東京側の先頭車には開閉カバー・電気連結器付き密着連結器・赤外線距離センサーで構成された自動分割併合装置が搭載されており、迅速かつスムーズな分割併合を可能としている。
走行装置.
台車は、最新の新幹線車両と同じボルスタレス台車を採用しているが、在来線区間での急曲線の対応と新幹線区間での直進安定性を確保するため、前後の車輪の車軸の間の距離である軸距を、フル規格新幹線の2500mmに対して、2250mmとしており、車輪の踏面形状は新幹線区間の60キロレールと在来線区間の50キロレールで長期的に安定して走れるよう摩耗の少ない形状「1/16新在円弧踏面」となっている。なお、E6系の場合では東北新幹線での320km/h運転に対応するために軸距を2500mmとしている。
在来線区間の走行時はいかなる時でも600m以内に停止しなければいけないために、フル規格区間の走行時よりブレーキ力が大きくなるような設定を加えている。
電力装置.
電気方式も新幹線区間が交流2万5000Vに対して在来線区間は従来通り交流2万Vとなっているため、搭載されている主変圧器と主制御器は両電圧に対応した複電圧仕様である。また、補助電源装置などの補機用の電源となる主変圧器の三次巻線では、電圧変動が発生するため、三次巻線に三次電源タップ切替方式を採用して、架線電圧が切替わった際に、地上側に設置された地上子を受信後に切替用タップを作動させて三次巻線の電圧変動を抑えている。
パンタグラフは在来線区間の電車線の高低差の大きさに合わせて新幹線車両より大きく作られている。
保安装置.
保安装置についても新幹線区間の自動列車制御装置 (ATC) と在来線区間の自動列車停止装置 (ATS) の両方を搭載している。全線ATC化しなかった理由は線区のグレード、工事費や工事期間の抑制との経済的理由である。