高速化 (鉄道)

鉄道の高速化（てつどうのこうそくか）とは、鉄道の改良によって列車の運行時間を短縮することである。ここでは特に新幹線（高速鉄道）による鉄道網拡大の代替となりうる在来線高速化事業および新線建設について述べる。日本国外では中速鉄道（英: medium-speed rail）、準高速鉄道（英: semi-high speed rail）という用語が使われることもある。 既存路線の改良による高速化は、新線建設と比べるとはるかに費用を抑えられ工事も容易であることが多い。部分的に従来の線路を放棄して別の用地に新たな線路を敷設する手法もとられる。運行頻度の高い線区を営業運転させながらの改良工事は運行に支障を来すため、列車を運休させることがある。 直線区間では、最高速度や加減速性能の高い高性能車両の導入を初めとして、ロングレール化・重軌条化やFFU枕木への交換などが行われる。 曲線区間の占める割合が多い路線では上記に加え、振り子式車両に代表される車体傾斜車両の導入やカントの扛上、抜本的な解決策として特にネックとなる部分の別線付け替えなどを行う。 分岐器の高番数化や両開き弾性分岐器へ変更したり、列車交換を行う交換駅・信号場では一線スルー化などを行う。 一般的な意味での高速化とは多少趣が異なるが、ミニ新幹線（後述）や地下鉄への直通のように直通運転を可能とすることによってトータルでの所要時間の短縮が図られることも多い。 一部の国、特に欧米では、線形がよく地盤が強固な在来線においても客車・貨物列車等で160km/h - 200km/h程度の高速運転が行われている。 JR北海道では現在北斗系統のさらなる高速化を目指してハイブリッド車体傾斜システムの実用化を目指したキハ285系気動車を落成させたが、開発中止により試験および営業運転を行わずに廃車・スクラップとなった。 高速新線とは、高速運転を目的として路線の設計段階から急曲線および急勾配を極力廃して建設された路線のことである。日本におけるそれでは、国土が山がちであることから急曲線を排除するためにトンネルや長大橋梁を多用する傾向があり、建設コストが高額になりやすい。なお、国鉄後期に建設された線区は路線の性質にかかわらずトンネルや長大橋梁を駆使して建設されているために多少の改良で高速運転が可能で、このような線区では高性能車両の投入によって実際に高速化されていることが多い。未成線になりかけたところを高速化により開通にこぎつけた事例も少なくない。 一方フランスのTGV用新線やドイツのICE用新線では急曲線こそ無いものの30‰程度の勾配は許容されており、地形的な優位性もあいまってトンネルや長大橋梁は比較的少ない。 新幹線 JR北海道石勝線：最急曲線=R800m / 最急勾配=12‰として建設され、振り子式車両は新規建設区間においては全線で130km/h運転が可能である。 JR北海道海峡線：北海道新幹線との併用を前提に建設された。140km/h運転可能。 JR西日本湖西線：最急曲線=R1400m / 最急勾配=19‰として建設され、途中踏切が無く130km/hでの運転が可能。また信号機改良やホームドア設置で160km/h運転可能。 北越急行ほくほく線：非電化ローカル線として建設されていた北越北線を途中で設計変更し、単線電化160km/h運転対応の高規格新線として開業した。 首都圏新都市鉄道つくばエクスプレス：全線が高規格新線として建設され、通勤形車両ながら最高速度130km/h運転を行っている。 伊勢鉄道伊勢線 智頭急行智頭線：非電化ローカル線として建設されていた智頭線を工事再開時に設計変更し、単線非電化ながら130km/h運転対応の高規格新線として開業した。 京成電鉄成田空港線：日暮里（京成本線） - 空港第2ビル間を36分で結ぶ。一部区間は北総鉄道北総線との線路共用を実施。成田高速鉄道アクセス区間での最高速度は160km/h。 日本のように高速鉄道路線と在来線とで軌間が異なる鉄道網では、改軌や三線軌条化、あるいは高速度走行に耐えうる軌間可変車両の導入によっても鉄道の高速化が実現する。 既存の在来線を標準軌に改軌、もしくは三線軌条化して高速鉄道路線（新幹線）との直通運転を可能にする方式は、ミニ新幹線と呼ばれる。山形新幹線と秋田新幹線の2路線で採用されている。 高速鉄道路線（新幹線）と在来線の異なる軌間に合わせて走行できる車両は、フリーゲージトレインと呼ばれる。2016年現在、開発は進められているが実用化の目処は立っていない。 改軌も軌間可変も用いずに、在来線と同じ軌間で高速鉄道（新幹線）を建設する方式は、スーパー特急と呼ばれる。 高速鉄道の定義同様、中速鉄道にも普遍的な定義といえるものはなく、速度の閾値によって定義がかち合っている。 インドネシアでは政府が中速鉄道の導入を検討しており、その速度は200～250km/h程度である。 戦前においては輸送力の確保・路線の建設による延伸こそが主目的であり、対抗できるような他輸送機関もなかったために今ほど高速性への要求自体は大きいものではなかったが、運転上ネックになっていた区間の新線切り替えや上越線のような短絡線の建設、あるいは特急「燕」号のような列車では補機の走行中開放や、給水のための停車時間増を嫌って水タンク車の連結を行うなど、線区・列車によって温度差はあったものの高速化に対する努力はなされていた。 しかしながら第二次世界大戦開戦以後は徐々に物資の輸送が第一となっていったため、このような不要不急の高速旅客列車は姿を消していくことになる。 参考 東海道本線優等列車沿革 あじあ号 戦後間もない頃の国鉄は疲弊した鉄道施設及び車両の修繕・復興に総力を費やしたため、東海道本線を走る特急「へいわ」が戦前の特急「燕」よりも1時間近く遅くなったことに代表されるように、高速性については戦前より後退したと言える。この状況は1950年（昭和25年）頃にようやく戦前レベルまで改善されることとなる。1950年代の国鉄高速化の歴史とはすなわち鉄道無煙化・動力分散化の歴史であるといってよい。既に電化されている区間において従来の機関車牽引列車に対して画期的な高速性を発揮した80系電車が登場し、またようやく実用化にこぎつけたDMH17系エンジンと液体式変速機を搭載したキハ17系気動車やキハ55系気動車が全国の非電化線区へ投入され、目覚しい時間短縮を実現したのもこの頃である。 国鉄における高速化が最高潮に達したのがこの頃である。50年代に既に全線複線電化が完成し、80系電車の投入によって長距離高速列車にも電車を使用することが可能であるという実績を得た国鉄当局は1958年（昭和33年）に新設する東海道本線の特急「こだま」へ充当すべく、20系電車（称号改正により、151系電車）を登場させる。この列車の設定により、（段階的にではあるが）東阪間はそれまでの機関車牽引特急の最速所要時間であった7時間30分を1時間も短縮した6時間30分という驚異的な所要時間で結ばれることとなった。また、この頃になるとキハ81・82系気動車の開発によって非電化区間を走る特急列車が無煙化されたことなどから全国に特急ネットワークが形成されることとなった。また、1964年（昭和39年）にはこの時期の高速化指向の集大成とも言える東海道新幹線が開業している。 1968年（昭和43年）、輸送需要の増大に応えるために東北本線を初めとして各地で行われていた電化や線形改良・軌道強化、キハ81・82系気動車が性能面で急行形のキハ55系やキハ58系と大差が無い、むしろ勾配線区ではより非力なことから開発されたキハ181系気動車などの集大成としてヨンサントオと言われる白紙ダイヤ改正を行った。これにより山陽・上越・北陸本線等で大幅な高速化が達成された。特に劇的だったのは電車化や全線東北本線経由に変更になったことから全区間で1時間54分も短縮された特急「はつかり」で、その表定速度は86.5km/hにも達した（後のダイヤ改正で所要時間8時間15分へとさらに高速化され、国鉄在来線史上最速の表定速度89.2km/hを記録することとなる）。 以上のように各地で目覚しい高速化が図られたヨンサントオ改正であるが、これ以後労使関係の悪化などが原因で最高速度向上の試みはJR化するまで表に出ることはなく、特急列車の一般化・大衆化に伴う停車駅数増加などで所要時間は全体的に増加する方向に向かう。 この時代は、鉄道の高速化という点では、全体として低迷した時代と言える。その要因としては以下のものが挙げられる。 労使関係の悪化 技術開発の不調 高速化よりも輸送力確保に重点が置かれた オイルショックによる経済の低迷と、鉄道利用客の減少 新幹線における騒音問題 1978年（昭和53年）10月改正では、東北・上信越方面の特急列車の増発枠を、地上設備の改良を極力抑えつつ確保するべく、スピードダウンが行われた。 国鉄末期の1985年（昭和60年）3月改正では、東海道新幹線の東京～大阪間が3時間8分と、わずか2分ではあるが20年ぶりの時間短縮となったほか、東北新幹線では日本最速の最高速度240km/h運転が開始されている。1986年（昭和61年）11月改正から東海道・山陽新幹線で最高速度220km/hに引き上げられた。 国鉄民営化後はブレーキ性能の向上によって600m条項をクリアできる目処が立ったことや対抗輸送機関などとの関係もあり、線形のよい区間において130km/h運転を開始した。線形が悪い区間においても、高性能気動車の導入と各種地上施設の改良によって大幅に高速化したひだ・南紀や、使用車両はそのままでありながら曲線通過速度を大幅に引き上げることによって高速化を達成したあずさに代表されるように可能な限りの高速化を行った線区が多く見られる。一方、都市部の一般列車においても高速化される事例があったなどの理由から、私鉄においても高速化が以前よりも盛んに行われるようになった。 また、JR四国で制御付自然振り子車両である2000系気動車が開発されて以来、山岳路線のような急曲線の非常に多い路線においても大幅な高速化が可能となった。 なお、踏切が存在しない特殊区間においては130km/hを上回る速度で運行がなされている例もある（海峡線など）。 また新幹線においても、初期は210km/hが最高速度だったが、その後軽量化、高出力化、騒音低減などにより、270, 300km/hと段階的に高速化が行われてきた。特にJR化後は航空機との競争に打ち勝つため、盛んに高速化が推進されており、2013年3月16日からは東北新幹線で320km/h運転が開始された。 東海道新幹線は曲線が多いため、空気バネ車体傾斜装置を搭載したN700系を導入し、起動加速度も在来線車両である313系と同等の2.6km/h/s が出せるようにしたため、同じ270km/h でも所要時分を東京～新大阪間で5分短縮させることに成功した。また、設備の改良とブレーキ装置の改良等により2015年3月14日以降は285km/h による運転が行われ、さらに全線の所要時分が一部のぞみで3分短縮、ひかりとこだまの早朝と深夜の一部で1～4分の短縮が行われた。 高速化を目的とした新線では、2010年開業の京成成田空港線の一部（成田高速鉄道アクセス・成田空港高速鉄道の京成電鉄スカイライナー）において速達列車で最高速度160km/hの運転が行われている。かつては北越急行ほくほく線の特急「はくたか」においても最高速度160km/hの運転が行われていたが、2015年3月14日に北陸新幹線が金沢まで延伸されたことにより廃止された。 大手民鉄各社でも、並行する国鉄線・JR線や、他の民鉄線との対抗上、古くから高速化に注力してきているが、近年の傾向として、少子高齢化やモータリゼーションなどの要因による鉄道利用客の減少傾向、福知山線脱線事故以降の安全重視傾向もあり、高速化による時間短縮よりも、沿線主要駅にこまめに停車することで利用客を増やす努力を行うことが多くなっている。 ヨーロッパではいわゆる高速鉄道の発生以前から高速化が進んでおり、いわゆる在来線においても1960年代には160km/h運転を実施していた。その後も路盤の強固さ及び線形の良さをいかして最高速度の向上が続けられ、IC及び一部の高速貨物列車では200km/hでの運行を実現している。また、イタリアやスペイン・スウェーデンなどの線形が悪い区間がある国々では強制車体傾斜装置の導入によって曲線通過速度の向上を図っている。以下に各国の在来線高速化事例を挙げる。 APT（Advanced Passenger Train） HST（インターシティー125） - ディーゼル機関車2両によるプッシュプルによって200km/h運転を実現。 インターシティー225 - 電気機関車1両によるプッシュプル方式。225km/h運転が可能であるが信号システムの関係上、運行最高速度は200km/h。 ディレッティシマ ペンドリーノ - 最大8度傾斜可能な強制車体傾斜装置を搭載し、在来線区間における高速化に貢献した。 ETR450 - ETR460 - ETR470 - ETR480 ユーロスター・イタリア フランス国鉄BB26000形電気機関車 ターボトレイン - 動力源としてガスタービンエンジンを搭載。 タルゴ - 軌間変換可能な連接式一軸台車と自然振り子式を採用した。 シベリア鉄道 - 全線複線化・電化によって貨物列車を高速化。 ソコル 北東回廊にTGVの亜種であるアセラ・エクスプレスが投入されたほか、ダブルスタックカーに代表される大陸横断貨物列車において最高速度120km/h運転を実施し、パナマ運河経由よりも高速で貨物を輸送するアメリカランドブリッジを形成している。また、かつてフロリダ州にはボンバルディア社製ジェットトレインを投入する計画があった。 参考 Florida_High_Speed_Rail スーパーC ^ JR北海道の相次ぐ事故、不祥事及び、北海道新幹線の開業準備の計画、安全性の問題に伴い開発を中止し、運用実績のある既存のキハ261系の増備を継続してJR北海道管内の気動車特急をキハ261系に統一することで、車種統一によるランニングコストの低減を図る方針に転換されたため ^ “インドネシア、高速鉄道導入せず　日中両案不採用”. 日本経済新聞. (2015年9月4日). http://www.nikkei.com/article/DGXLAS0040004_U5A900C1000000/  ^ 計画当初は360km/hでの運転予定であったが騒音が大きいため営業最高速度の制約となり、最終的にはコスト面にも配慮し320km/hとされた。詳しくは新幹線E954形電車#走行試験の結果の項も参照のこと。 ^ G・X・F・K編成に限る ^ 特急「はくたか」 ありがとう：地域：読売新聞 振り子式車両 新幹線鉄道規格新線 新幹線直行特急 未成線 最高速度 線路等級