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山梨リニア実験線　アメリカのリニア　アメリカの高速鉄道　新聞に見るリニアと高速鉄道　疑惑のリニア　超電導磁石

橋山禮治郎　天野光三　篠原武司　尾関雅則　京谷好泰　角本良平　葛西敬之　野沢太三　技術評価 1　技術評価 2　HOME

超電導磁気浮上式鉄道実用技術評価　その1
（超電導磁気浮上式鉄道実用技術評価委員会　平成17年3月11日）

ＪＲ東海が進めているリニア新幹線の技術評価の結果は国土交通省のＨＰで上記タイトルの名称で公開されている。
リニアの正式名は超電導磁気浮上式鉄道なので、ネット上でリニアで検索しても出てこない。
これはＰＤＦファイルなので読みずらいのでＨＴＭＬファイルに変換した。
また第�T部、第�U部の合体になっているので、その１とその２にファイルを分割した。
なおネット検索は変動してわからなくなることもあるので、第�T部の画像ファイルを別ページで添付する。

［凡例］　本文中、「超電導磁気浮上式鉄道」を「リニア」と略して記述している箇所がある。
　超電導磁気浮上式鉄道の技術開発については、財団法人鉄道総合技術研究所及び東海旅客鉄道株式会社が連携して実施しているが、東海旅客鉄道株式会社の独自開発による部分を＿＿＿として示す。

第�T部　〜第二期走行試験期〜 
（注）　第一期とは山梨実験線の平成9年度から平成11年度までの試験、第二期とは平成12年度から平成16年度までの試験をいい、第一期と第二期を合わせた評価は、第�U部（その２）で示す。

1　はじめに top

(1)　技術開発の経緯
　平成2年6月に、「超電導磁気浮上方式鉄道に係る技術開発の円滑な推進について｣(運輸大臣通達)にもとづき策定した｢超電導磁気浮上方式鉄道技術開発基本計画｣及び｢超電導磁気浮上方式鉄道山梨実験練建設計画｣が、運輸大臣(当時)の承認を受け、実用化のめどを立てるための技術開発がスタートした。
　平成2年11月より、山梨実験続の建設が進められ、実験線設備が概成となった平成8年12月から第一編成車両(ＭＬＸ01)の牽引走行等を合む総合調整試験が行われ、平成9年4月3日からは本格的な走行試験が開始された。
　平成12年3月の｢超電導磁気浮上式鉄道実用技術評価委員会｣において、3年間に及ぶ山梨実験線の走行試験並びに技術開発成果に基づき、超電導磁気浮上式鉄道技術について、鉄道輸送システムとして備えるべき性能、及び本技術に特徴的な装置特性をそれぞれ辞儀した。その結果、｢長期耐久性、経済性の一部に引き続き検討する課題はあるものの、超高速大量輸送システムとして実用化に向けた技術上のめどは立ったものと考えられる｣との評価結果となった。

(2)　平成12年度以降の技術開発目標
　平成12年度以降は、概ね5年間、実用化を目指した走行試験を先行区間により継続して行うこととし、下記に示す課題を解決するために、走行試験等による検証が行われてきた。=
　○　信頼性確認試験を引き続き実施し、長期耐久性の検証をより深める。
　○　コスト低減に関わる技術について、走行試験等を通じて検証する。
　○　車両の空力的特性の改善に関わる技術開発について、走行試験等を通じて検証する。

(3) 平成12年度から16年度までの計画は、以下のとおりとなっている。
　　　

(4)　山梨実験線の設備概要
　　



2　評価方法

（1）　評価の進め方
　平成12年度以降の課題として掲げられている、「信頼性・耐久性の検証」「コスト低減」「車両の空力的特性の改善」の技術開発の達成度について評価を行う。

（2）　評価の観点

　ア　信頼性・耐久性
　　�@　信頼性――山梨実験線での走行試験並びに設備の保全を通じて得られた知見などから、超電導磁気浮上式鉄道システムが、輸送システムとして具備すべき信頼性について評価する。
　　�A　耐久性――山梨実験線での走行試験並びにベンチテスト・机上検鉦などの結果に基づき、超電導磁気浮上式鉄道システムに特有な各サブシステムが、輸送システムとして具備すべき耐久性能について評価する。

　イ　コスト低減――コスト低減を目的として開発が進められてきた各要素技術について、各開発目標に対する達成度を評価する。また、これらの開発成果をもとに、ガイドウェイ、電気設備等の建設費、並びに車両の製作費の低減見通しを立てる。

　ウ　車両の空力的特性の改善――技術開発成果を盛込み、改良を加えた車両・設備を用いた走行試験結果に基づき、空力的特性、車内環境、沿線環境等の改善効果について評価する。

　エ　平成12年度以降の総合技術評価――上記の各項目の評価項目をとりまとめ、平成12年度以降の技術開発目標の達成度について評価する。

3　走行試験の実施状況 top

　3−1　信頼性・耐久性
　
　（1）信頼性の検証
　　　高速連続走行試験による信頼性・耐久性の検鉦を進め、平成12年度以降の走行距離はＡ編成192,003km並びにＢ編成161,354km（内、新Ｂ編成115,418km）であり、合計で353,357kmである。
　　　走行開始以来8年間の走行距離はＡ編成245,503km並びにＢ編成183,281km（内、新Ｂ編成115,418km）であり、合計で428,785kmに達しており、走行実績の蓄積が順調に進められている｡
　　　また､試業者数の累積は85,776人に速しており、この間試乗走行使の運休はなかった｡（何れも､平成17年3月1日現在）。
また、平成12年3月までに実施した異常時試験などに加えて、以下の信頼性・耐久性に関わる高性能確認試験、異常時対応（特殊）試験、耐久性試験などが実施された。
　ア　高性能確認試験
　　山梨実験線の設計最高速度または営業線を超える条件での、以下の走行試験を行い、いずれも十分な性能を有していることが確認されている。
　　最高速度向上試験においては、山梨実験線における設計最高速度550km/hを超える速度581.7kmまでの走行を行い､営業速度500km/hに対する十分な性能を有していることが確認されている。
　　すれ違い速度向上試験では、営業線におけるすれ違い速度1,000km/hを超える1,026.3km/hまでのすれ違い走行を行い、設備や車両運動等のデータに異常は見られないことが確認された。
　　なお、最高速度試験及びすれ違い速度向上試験は、同じ条件で2回実施され、最高速度及びすれ違い速度は2回の試験で一致しているほか、すれ違い位置についても計画の場所で行われ、再現性の高さが確認された。
　　連続走行試験においては、営業線で1日に平均的に走行すると想定される距離（2,500km程度）を超える最大2,876kmを連続して走行し、十分な信頼性、耐久性を有していることが確認された。
　イ　異常時対応（特殊）試験
　　ＳＣＭクエンチ試験や車両への落雷試験等、営業線で想定される各種の異常状態を想定した特殊試験を実施し、いずれもシステムの性能上、問題がないことが確認された。
　　また、救援連結走行試験、緊急着地輪浮上着地試験等、異常事象発の後の対応性能についても確認が行われた。

（2）　耐久性の検証
　　りニア特有の設備について、走行試験を補完するものとしてベンチテスト等を通じて検証されており、既に一部の設備では営業線相当の耐久性が確認されたほか、その他の設備についても耐久性上の問題は発生しなかった。

3−2　コスト低減技術の開発

　平成12年3月に計画したコスト低減項目について、以下のように実施された。
（1）ガイドウェイシステム
　　ガイドウェイ及び地上コイルについて、山梨実験線建設当初に設置された設備の試験結果を踏まえ、コスト低減を図った新設備を開発し、走行試験により性能が確認された。
　　併せて、構造の簡素化等により、信頼性・耐久性の向上も図られている。
（2）電力供給・運転制御システム
　　電力供給システムについては､建設コスト･動カコストの低減のため、設備の小型化、低損失化が可能な電力変換素子を用いた高効率の電力変換器を開発し、走行試験により所定の性能を有することが確認された。
　　また、設備の簡素化により建設コストの低減が可能なき電システムについて、性能が検証された。
　　運転制御システムについては、設備の簡素化により建設・保守コストの低減が可能となる位置システムが開発されており、走行試験により性能が確認された。

（3）車両システム
　　製作工数低減や機器構成の簡素化等によりコスト低減を図った新型車体、新型台車及び超電動磁石（以下，ＳＣＭという。）を開発し、走行試験により性能が検証された。
　　また、設備の簡素化、地上設備の簡素化に必要なＳＣＭの性能向上の開発も行われ，走行試験にて性能が確認された。

3−3　車両の空力的特性の改善

　車両の空力的特性の改善に関して、走行試験により以下の各種改良効果が確認された。
（1）新型車両の開発
　　先頭部長さを従来の9ｍから23mに延長した新型車両により、車両の先頭部長さの違いによる空力的特性の差異が検鉦されている。
　　また、車体下部を角型とし、台車部との断面積変化を小さくすることで空気振動の低減効果が確認された。
（2）トンネル緩衝工の改良等
　　トンネル緩衝工形状を適切に設定することや多孔板を緩衝工に使用することで、空気振動（圧力変動）の低減が確認されている。
　　また、模擬立坑及び対策工により、都市部で想定される地下トンネルの立坑部で発生する圧力変動現象の把握及び低減効果が確認されている。

3−4　走行試験時の不具合等

　　平成12年度以降の走行試験においては、設備使用開始初期に不具合が発生しているものがあるが、安全性等、システムの成立性に関わる不具合ではなく、各々について所要の改善対策等が講じられ、安定的な走行試験が実施された。

4　評価 top

4−1　平成12年度以降の取り組みについての評価

4-1-1　信頼性・耐久性

（1）　信頼性
　平成12年度以降の5年間における､累積走行距離は35万kmを超え、走行試験開始以降の累積走行距離は42万kmに達している。
　これらの走行試験や設備の保全を通じて、リニアシステムの信頼性低下の要因となり得る事象の分類・抽出が行われ、各システムに対してのフィードバックが継続的に実施されている。
　その結果、年間走行距離の大幅な増大に示されるように、走行試験の安定的な実施の点で着実に実績が積み重ねられている。
　加えて、設計最高速度を超える581km/h走行や1,026km/hのすれ違い走行を通して、設計余裕の見極めも行われている。
　また、最初の3年間の走行試験で得られた知見を反映した新型車両では､導入後11日間という極めて短期間で550km/h走行が可能となるなど、設計・製造技術について高い信頼性を有することが確認されている。
　これらは、走行試験や保守を通じて得られた知見をフィードバックする品質管理体制が確立されていることを示している。　また、信頼性を作り込む体制についても体系的な引き続き取組みが進められていることから、今後も継続的に信頼性が向上することが可能であるといえる。
　更に、実用化時において想定される各種異常時に対するリニアシステムの特性や対応方法についての検証も行われている。
　以上のことから、リニアシステムの信頼性に関して実用化の障害となる要因は見受けられなかった。
（2）　耐久性
　耐久性能に関しては、走行試験とベンチテストにより検証がなされている。
　8年間の走行試験では、累積走行距離が42万kmに達し、走行試験で得られた耐久性に関わる知見がシステムの仕様に着実に生かされている。
　この間発生した輸送障害の起因事象となり得る設備故障については、いずれも要因解析と対策が行われ、得られた知見は設計仕様に反映されている。耐久性能に係わる設計条件の妥当性についても、リニア特有の設備について、走行試験を補完するものとしてベンチテスト等を通じて検鉦されており、既に一部の設備では営業線相当の耐久性が確認されているほか、その他の設備についても耐久性上の問題は発生していない。

4-1-2　コスト低減技術の開発

（1）要素技術の開発
　コスト低減を目的として開発を進めてきた各要素技術について、定置試験ならびに山梨実験線での走行試験結果に基づき、各開発目標に対する達成度を評価した。
　平成12年度以降に山梨実験線に投入した新型の車両、地上設備については、走行試験を通じて特性が検鉦され、コスト低減効果が確認された。その他の要素技術開発については、解析やベンチテストを進め、性能特性の把握が行われた。
（2）建設費の低減
　建設コスト低減を目的として開発を進めてきた各設備について、山梨実験線での走行試験やベンチテストによりその性能を評価するとともに、製作・施工過程におけるコスト分析を行うことによって、山梨実験練建設当初に比べた建設コストの低減予測を立てることができている。
（3）運営費の低減
　運営コスト低減を目的として開発を進めてきた各設備について、山梨実験線での走行試験やベンチテストによりその性能を評価するとともに、山梨実験線建設当初に比べ、運転及び保守に関わる費用の低減が可能であると考えられる。

4-1-3　車両の空力的特性の改善

（1）空力的特性（車両運動、走行抵抗）
　581km/hまで各速度域において車両運動は安定しているとともに､平成14年度に山梨実験練に投入された新型車両については、先頭形状の延長と車体断面の角型化によって空気抵抗が減少しており、動力費の低減につながることが確認された。
　また、新方式空カブレーキ装置の振動低減効果が確認された。
（2）車内環境（騒音、乗心地）
　新先頭車、新中間車とも従来車両に比べて、車内騒音の低減・乗心地の向上が図られ、車内環境が改善されていることが確認された。
（3）沿線環境（騒音、空気振動、微気圧波）
　車両の先頭部長さを試験的に延長した新型車両による沿線環境への効果として、微気圧波・空気振動の低減が確認された。
　また、車体下部断面の角型化により、車体と台車間の断面積変化が少なくなり、低周波領域での空気振動が低減していることが確認された。
　騒音については、先頭台車位置を後方にずらすことによって、これまで顕著であった先頭台車付近の騒音のピークが低減することが確認された。
　地上設備についても、トンネル緩衝工形状と器材坑の改良によって、空気振動が低減することが確認された。
　微気圧波については、設備改良後も目安値以下のレベルに抑制されていることが確認されている。
　また、都市部で想定される地下トンネルの立坑部における圧力変動の現象把握及び低減効果が確認された。

4−2　平成12年度以降の総合技術評価

　超電導磁気浮上式鉄道について、平成12年3月に提示した3つの課題を中心に、これまでの走行試験結果などを基に行った技術評価は、次のとおりである。

(1)　信頼性・耐久性
　超電導磁気浮上式鉄道の信頼性については、平成12年度以降の5年間で35万キロに達し､設計条件を超えた条件での特性も確認された｡また、走行試験で得られた信頼性に関わる知見も着実に生かされてきている。
耐　久性能に係わる設計条件の妥当性についても、リニア特有の設備について、走行試験を補完するものとしてベンチテスト等を通じて検証されており、既に一部の設備では営業績相当の耐久性が確認されているほか、その他の設備についても耐久性上の問題は発生していない。
(2)　コスト低減技術の開発
　超電導磁気浮上式鉄道のコスト低減に関わる技術開発については、建設コストを押し上げている地上コイル、電力変換器を中心にコスト低減が図られた新設備が山梨実験績に投入され、性能検鉦が行われ、コスト低減効果が実鉦された。　　　　
　また、車両の製作費についても、コスト低減に関する検討が進められ、営業績での製作費を想定することが可能となっている。
(3)　車両の空力的特性の改善
　超電導磁気浮上式鉄道車両の空力的特性については、特性確認のための新型試験車両による走行試験が行われ、車両運動、走行抵抗の低減効果、車内環境の改善効果及び、地上側対策設備と含わせた沿線環境の改善効果などが確認された。

5　まとめ top

　平成12年度以降の超電導磁気浮上式鉄道の技術開発について、平成12年3月に提示した3つの課題を中心にその状況を確認したところ、課題に対する各対象設備が山梨実験線にて性能確認試験が行われている。
　これらの性能確認試験の結果やその他の技術開発結果は所定の成果をあげていると判断でき､平成12年度以降における技術開発は良好に実施されたものと評価できる。

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