東北新幹線
東北新幹線沿線では太平洋沖での地震発生が多いことから、地震をいち早く感知して列車を停止させるため、沿線に約20 km間隔で設置された地震計を用いた沿線検知システムに加えて、海岸線に約80 km間隔で設置された地震計を用いた「海岸線検知システム」が導入された。1982年の開業当時は初期微動を引き起こすP波を用いた警報が実用段階ではなかったため、主要動を引き起こすS波の加速度の大きさを基準とした警報が導入された。地震計が設置されている場所の加速度が設定値以上になると警報が発せられ、予め決められた警報範囲で変電所からのき電を停止し、列車の非常ブレーキが作動することで列車防護を行うものであった。
1975年から国鉄において、P波から地震の規模や位置を推定するアルゴリズム(早期検知アルゴリズム)の研究が行われ、世界初のP波警報システムである「ユレダス(Urgent Earthquake Detection and Alarm System)」の開発が進められた。ユレダスは1992年に東海道新幹線で導入が開始され、1998年には東北新幹線においても導入された。ユレダス導入によってP波およびS波の2種類の警報判定が可能になり、S波到達より早く新幹線の停止信号を送ることが可能になった。
2010年(平成22年) 12月4日:東北新幹線 八戸駅 - 新青森駅間(81.8 km)開業。これにより東北新幹線は全線開業となる。
2011年(平成23年) 3月5日:東京駅 - 新青森駅間で「はやぶさ」運転開始。最高速度を300 km/hへ引き上げ。 3月11日:東北地方太平洋沖地震(東日本大震災)が発生。地震直後から全線で運転を見合わせ。 3月12日:東京駅 - 大宮駅間が運転再開(上越・長野新幹線の運転再開による)。 3月15日:大宮駅 - 那須塩原駅間が運転再開。 3月22日:盛岡駅 - 新青森駅間が運転再開。 4月7日:一ノ関駅 - 盛岡駅間が運転再開するが、同日夜に起きた余震で一ノ関駅 - 新青森駅間が再度不通となる。 4月12日:那須塩原駅 - 福島駅間が運転再開。 4月13日:盛岡駅 - 新青森駅間が運転再開。 4月23日:一ノ関駅 - 盛岡駅間が運転再開。 4月25日:福島駅 - 仙台駅間が運転再開。 4月29日:仙台駅 - 一ノ関駅間が運転再開し、全線で運転再開。ただし那須塩原駅 - 盛岡駅間の一部区間で速度規制による減速運転のため、暫定ダイヤで運転。 7月9日:那須塩原駅 - 福島駅間および一ノ関駅 - 盛岡駅間で速度規制解除。 9月23日:全区間で速度規制が解除され、震災前の通常ダイヤに戻る。 11月19日:E5系を使用した「はやて」「やまびこ」運転開始。秋田新幹線E3系「こまち」との併結運転の一部が、E2系からE5系に置き換え。同時に前日限りで200系が東北新幹線大宮駅以北での定期運用を終了。
E2系 - J編成、10両編成。「はやて」(臨時列車)、「やまびこ」(東京駅 - 仙台駅間、臨時列車では仙台駅 - 盛岡駅間の運転あり)、「なすの」で使用。
E3系1000番台・2000番台 - L編成、7両編成。新幹線と在来線の直通運転(新在直通)対応。山形新幹線「つばさ」と「なすの」(増結用)で使用。
E5系 - U編成、10両編成。「はやぶさ」および一部の「はやて」「やまびこ」「なすの」で使用。
H5系 - H編成、10両編成(JR北海道保有)。北海道新幹線用の車両としてE5系をベースに製造され、東北新幹線にも直通する。一部の「はやぶさ」「やまびこ」(東京駅 → 仙台駅間)で使用。
E6系 - Z編成、7両編成。新在直通対応。秋田新幹線「こまち」と「はやぶさ」「やまびこ」「なすの」(増結用)で使用。
上記のほかに、北陸新幹線や上越新幹線用のE7系が試運転や臨時列車で運転されることがあるが、定期列車では運用されない。
E2系
E3系1000番台(旧塗装)
E5系
H5系
E6系
1976年(昭和51年)3月の時点では、大宮駅 - 小山駅間における1日当たりの下り片道列車本数は、特急・急行が80本、その他が130本、計210本だった。東海道新幹線が開業する直前の1964年(昭和39年)4月時点では、東海道本線の平塚駅 - 小田原駅間における1日当たり下り片道列車本数は、特急・急行が62本、その他が141本、計203本であったから、これを上回る状況だった。
1977年(昭和52年)時点で、東北本線の上野駅 - 宇都宮駅間は、通勤ラッシュ時を除いて、1時間あたり片道で特急2本、急行3本、普通(貨物を含む)5本の計10本規格ダイヤを設定していたが、有効時間帯では限界に近い列車設定だった。混雑の激しい時間帯の特急を増発するために、規格ダイヤを全面的に見直し、1時間当たりさらに1本を設定できるようにした。これは、1978年(昭和53年)10月2日に実施された「ゴーサントオ」ダイヤ改正から導入されたが、特急列車のスピードダウンを余儀なくされた。
1983年(昭和58年)3月の役員会において、上野開業時に東北新幹線の運転速度を230 km/h程度とする申し合わせが行われた。その後約1年間にわたり大宮 - 盛岡間で行われた約27.6万 kmにおよぶ240 km/h走行耐久試験の結果を踏まえて、1984年(昭和59年)11月に240 km/hの営業運転が決定された 。
1985年(昭和60年)3月14日に上野駅 - 大宮駅間が開業し、最高速度240 km/h運転を開始した。これにより、大宮駅での新幹線リレー号への乗り換えが不要になり、上野駅 - 盛岡駅間の所要時間は最短で2時間45分に短縮された。しかし、上野駅 - 大宮駅間は、前述の経路変更により住宅密集地を極力避けたため、大宮駅以南のルートでは曲線半径600 mから2,000 mの急カーブが連続し、線形上の制約により最高速度は110 km/hとなった。