新幹線
その一方で、新幹線の建設や特急・急行列車の増発、さらには都市部における通勤輸送増強(通勤五方面作戦など)などの設備投資に追われたことから、新幹線の開業した1964年(昭和39年)度から国鉄収支は赤字に転落し、以後それは拡大する一方となり、結果的に新幹線建設は国鉄破綻の1つの原因となったと言われる。これに対し、JR東海の葛西敬之会長は著書の中で「東海道新幹線はあくまで内部留保された資金と借金で建設資金をまかない、それらを運賃・料金収入のみですべて回収したものであり、新幹線建設が国鉄破綻の引き金を引いたという認識は誤りだ」と指摘している。いずれにせよ、以後の国鉄において、新幹線は重要な収入源ともなっていく。
その後、東海道新幹線に続いて、同じように需要の増加していた山陽本線の抜本的輸送力改善と高速化を目的として、1967年(昭和42年)に東海道新幹線を延伸する形で山陽新幹線が着工され、1972年(昭和47年)3月15日に岡山まで、1975年(昭和50年)3月10日には博多まで開業した(→1972年3月15日国鉄ダイヤ改正・1975年3月10日国鉄ダイヤ改正も参照)。「ひかりは西へ」がそのキャッチコピーであった。
さらに東北方面への延伸も計画された。1971年(昭和46年)には東北新幹線と上越新幹線が着工され、キャッチコピーには「ひかりは北へ」が使用された(実際の開業にあたっては、「やまびこ」「あおば」「とき」「あさひ」等、東北・上越在来線特急のかつての名称を継承している)。
日本国有鉄道(国鉄)が1964年(昭和39年)10月1日に東海道本線の線路容量ひっ迫対策として、東京駅 - 新大阪駅間の線増区間として開業した東海道新幹線を端緒とする。その後国鉄時代には山陽本線の線増区間として建設された山陽新幹線の開業を経て、全国新幹線鉄道整備法に基づく基本計画を根拠として東北・上越の各新幹線が開業した。国鉄分割民営化により国鉄の事業がJRに移行した後は、北陸・九州(鹿児島ルート)・北海道・西九州(九州〈西九州ルート〉の一部)の4路線が開業し、加えて従来のJR線(在来線)と新幹線とで直通運転を行うミニ新幹線(法令上は標準軌の在来線。詳細後述)として山形・秋田の2路線が開業しており、新幹線網の拡大は半世紀にわたって続けられている。2023年(令和5年)現在も北海道・北陸・中央の各新幹線が建設中である。
2023年(令和5年)の時点で、フル規格8路線(合計2,830 km)とミニ新幹線2路線(合計276 km)が営業中で、2015年度(平成27年度)の年間利用者数は3億6000万人に上る。
高速度での都市間輸送を前提としており、在来線と異なる規格(軌間・線形・架線電圧など)を採用するなど、様々な技術的特徴がある(#主要技術参照)。走行する車両も空力や低騒音に配慮した、流線形の外形を採用し高出力のモーターを搭載した専用の電車(新幹線車両)が用いられている。こうした技術投入の結果、定時性が極めて高く、年間13万本以上の列車が運転される東海道新幹線でも平均遅延時間は24秒に留まる(2016年度)。また50年以上に渡る新幹線の歴史の中で、車両や線路の施設や設備の異常、運行側の不手際等に起因する乗客等の死亡事故は一度も発生していない(#安全性参照)。
2008年(平成20年)7月28日に東海道・山陽新幹線では、2008年12月より全編成において自動体外式除細動器 (AED) を配備すると発表した。
地上装置と車上装置からなる自動列車制御装置 (ATC) と列車集中制御装置 (CTC) を備えている。ATCは、地上装置に沿線の20-30kmの間隔に信号機器室を設けて、そこから信号ケーブルを介して軌道回路に信号電流を流し、車上装置にそれを受電器で受信して運転室内に運行指示(許容速度)が表示され、その速度を超えれば自動的にブレーキが作用するもので。自動ブレーキが作動するのは営業最高速度やカーブなどの速度制限を超えようとした時、先行列車に接近した時、駅に停車するために減速する時などである。駅停車時は15 - 75 km/h以下の低速時になると手動でブレーキ弁を操作して列車を停止位置目標に停止させるが、目標の少し先で停止するようなパターンが作成されるか(TASCではない)、または目標の先方50 mで強制的に非常ブレーキが掛かる区間になっており、過走を防止している。これは地上の信号機を車上から目視確認して運転することは(気象状況によっては)困難となるほどの高速運転を行うためである。また故障による影響を最小限とするため、同じ機能を持つシステムを3系統備えており、そのうち1系統が故障しても3者の多数決の原理で残った2系統で正常に作動し運転を続行できるようになっている。
CTCは、列車の位置と列車番号の表示や各駅の分岐器を運転指令所で一括管理と制御を行うもので、これですべての列車の運行状況を一括管理している。現在では列車運行管理システム (PTC) も導入されており、通常の分岐器操作や信号制御、駅自動放送から車両の管理整備、輸送障害時の復旧ダイヤの作成に至るまで、あらゆる業務がコンピュータによって高度にシステム化されている。
1930年代に入ると、満洲事変や日中戦争の激化などにより、日本から中国や満洲国へ向かう各種物資輸送需要の激増で、東海道・山陽本線の輸送量も増大した。
このころ鉄道省内部に「鉄道幹線調査会」が設立され、主要幹線の輸送力強化についての検討が行われた。ここから抜本的な輸送力増強手段として1939年に発案されたのが「弾丸列車計画」であった。
これは、東京から下関まで在来の東海道・山陽本線とは別に広軌(1,435 mm・標準軌)の新路線を建設し、最高速度200 km/hと満鉄「あじあ」号を超える高速運転を行い、東京 - 大阪間を4時間、東京 - 下関間を9時間で結ぶことを計画したものであった。この計画は翌1940年(昭和15年)9月に承認され、建設工事が始められることになった。
すでにこの時点で、新しい幹線を敷設するということから「新幹線」や「広軌新線」という呼称を内部関係者は用いていた。「新幹線」の語はここが起源であるとされている。
1934年(昭和9年/康徳元年)、満鉄は自社設計によって当時の欧米の潮流に互した流線形蒸気機関車「パシナ形」を開発、これに新開発の流線形客車編成を組み合わせ、大連 - 新京(現・長春)間701 kmに特急「あじあ」号を運転開始した。この列車は最高速度120 km/h以上を誇り、最高95 km/hに留まる鉄道省の列車をはるかに凌駕した。所要8時間30分、表定速度は82 km/hに達した。
とはいえ、当時の欧米の鉄道はさらに上を行っていた。例えばイギリスのロンドン・アンド・ノース・イースタン鉄道(LNER)がロンドン - エディンバラ間に運転していた特急列車「フライング・スコッツマン」は、蒸気機関車牽引で最高速度160 km/h以上での営業運転を行っており、ドイツ国鉄では気動車列車「フリーゲンダー・ハンブルガー」が150 km/h 以上の高速で営業運転していた。さらにアメリカの私鉄各社には、定期運転列車を牽引して、最高速度は優に180 km/hに達する蒸気機関車さえ存在していたのである。
「あじあ」号は全客車冷暖房完備など世界の最先端を行っていた部分もあったが、120 km/h運転そのものは、当時の欧米の主要幹線での標準的な水準に達したものでしかなかった。
この技術が、日本本土の鉄道に直接生かされることはなかった。
様式としては在来線の駅名標と比較して横長となり、また漢字と全大文字のローマ字表記のみとして、平仮名表記を省略し、さらに在来線の駅では下部に書かれている前駅と次駅の表示も廃止した。同じく開業当初の山陽新幹線でも独自仕様の駅名標が採用されたが、こちらは東海道新幹線とは異なり、漢字と全大文字のローマ字表記の自駅表示に前駅と次駅の表示を追加したものであった。しかし東北・上越新幹線以降の新幹線では新幹線独自の駅名標は採用されず、東海道新幹線では1970年代後半頃から、山陽新幹線では国鉄末期からそれぞれ急速に在来線や東北・上越新幹線以降で採用された国鉄標準の様式の駅名標に順次交換され、JR発足当初にはこの駅名標は既に現存しなくなっていた。なお、JR化後はJR各社が独自の様式の駅名標を採用し、全駅それに取り換えられているため、2015年現在では新幹線では国鉄型の駅名標は皆無となっている。
高速走行を行うため、在来線と同じ信号炎管や軌道短絡器による列車防護(他の列車を停止させること)では他の列車が停止しきれない可能性が高まる。そのため、緊急時に他の列車を迅速に停止させられるように在来線とは異なる列車防護の方式が採られている。
車両側には保護接地スイッチ (EGS) が装備され、緊急時には乗務員が運転台の「保護接地入スイッチ」を押すことにより、他の列車を自動的に停止させることができる。
線路側には列車防護スイッチが、本線上には250 m間隔、ホーム上には50 m間隔で設置され、これを押すことでATC回路を停止信号にすることができる。
列車防護無線装置は車両には受信機のみが装備され、発信器は保線作業中に線路を支障させた場合、保安方式変更などでATCを使用していない列車を停止するため保線係員が携帯している。
また建設工事の一部区間を受注していた韓国の現代建設による路盤の手抜き工事が発覚するなど、各国企業の思惑が入り乱れたため、開業時期が徐々に遅れ、結局2007年1月5日に板橋 - 左営間で仮開業し、全線は2007年3月に正式開業した。2016年に、台北 - 南港間が開業しているが、左営 - 高雄間の着工は未定である。
※ なお、根幹部分を日本連合が受注できた背景には、技術や安全性、地震に備えるシステムが構築されていることが大きいが、その他にも台湾の人々は歴史的にも日本に対し親近感を持っていること、地理的に日本と類似した条件にあることも挙げられ、さらに最終的には日本側が「資金面での優遇措置」を追加で提供したことが契約締結の決め手となった。一方、台湾が純粋に日本連合とだけでなく独仏連合とも並行的に契約を結ぶことを望み、いくつもの国のシステムや考え方を「混ぜて」自国の高速鉄道を作ろうとしたというのは、「複数の文化に由来するものを自国内で混ぜて、新しい台湾独特のものを作る」というのが台湾の伝統的文化だからでもある。高速鉄道の導入時にも、台湾人のいつものやり方、台湾文化(複数の国由来のものを「混ぜて」新しい独自のものを作るという台湾人のやり方)をいつも通りに実践した、という背景がある。
「台湾の文化」も参照
E5系、E2系が使用されている。E5系を使用する列車にはグランクラスが連結されているが、一部列車のグランクラスは非営業となる。 「やまびこ」 盛岡駅以南を走る列車で、下記の「なすの」を除くもの。仙台駅以南では主要駅停車、以北では各駅停車が多い。全区間各駅停車の列車もある。東北新幹線開業当初から運行されており、当初は各駅停車の「あおば」に対して主要駅停車もしくは一部区間で各駅停車の列車という位置づけであった。E5系、E6系、E2系を使用。E5系を使用する列車にはグランクラスが連結されているが、一部列車のグランクラスはシートのみの営業または非営業となる。 「なすの」 東京駅 - 那須塩原駅・郡山駅間を走る各駅停車の列車。E5系、E6系、E2系が使用される。2010年までは増結用として400系も使用された。E5系を使用する列車のグランクラスはシートのみの営業となる。
各路線での記録である。
1964年10月1日:東海道新幹線開業。210 km/h。軌道の安定を図るため一部区間で160 km/h。
1965年11月1日:東海道新幹線の徐行運転が解除され、全線で210 km/h。
1972年3月15日:山陽新幹線開業。210 km/h。
1981年9月27日:フランスでTGV・LGV南東線が開業。260 km/h。
1982年 6月23日:東北新幹線開業。210 km/h。 11月15日:上越新幹線開業。210 km/h。
1983年9月25日:フランスでTGVが270 km/h。
1985年3月14日:東北新幹線で240 km/h。
1986年11月1日:東海道・山陽新幹線で220 km/h。
1988年3月13日:上越新幹線で240 km/h。
1989年 3月11日:山陽新幹線で230km/h。 9月24日:フランスでTGV・LGV大西洋線が開業。300 km/h。
1990年3月10日:上越新幹線で275 km/h。大清水トンネル下り坂利用。
1992年3月14日:東海道新幹線で270 km/h。
1993年3月18日:山陽新幹線で270 km/h。
1997年 3月22日:東北新幹線で275 km/h。