鉄道車両を自動車程度に急に止まらせる方法

質問

自動車では100km/sから100m程度で停止できますが
鉄道では500m程度かかります。

質問1.
鉄道車両を自動車程度に急に止まらせる方法は
現在発明されていないのでしょうか ?
あまり強く急ブレーキをかけると乗り心地が悪くなるというという問題もあると思いますが生死にかかわる場合もありますので

質問2.
現在一番減速度の高い列車は何でしょうか ?

質問3.
その最大減速度（非常ブレーキ時）は何km/sが実現されているのですか ?

下記を参考にしました　
鉄道車両のブレーキ方式とは ?
http://www1.odn.ne.jp/~aaa81350/kaisetu/brake/brake.htm

回答No.7

SPS- · ベストアンサー

皆さんが回答されていますが、レールブレーキについて全く述べられていないので、少しお話させてください。

No.6さんも仰られているように、在来線では車両は６００メートル以内に停止できるだけのブレーキ装置を装備しなければならない事になっています。これは運転士の直線視認距離が約６００メートルである事に由来しています。

JR在来線では将来、営業最高速度を１６０キロにする目標があり、その為には、上記の問題をクリアしなければなりません。現在、北越急行ほくほく線、津軽海峡線青函トンネル内を除いて在来線の最高速度は１３０キロですが実際のところ、ブレーキ技術の進歩で雨天時でも１４０キロくらいまでは６００メートルで止まれるようになっています。ただ、着雪時を考えると、問題があり、話が前後しますが、JR北海道の７８５系スーパーホワイトアローは１４０キロからでも雨天時には６００メートル以内に止まる事が出来るのですが、極寒の北海道での雪の考慮して１４０キロ運転を断念しました。
また、JR西日本の６８１系サンダーバードは同様に１４０キロ運転からでも同距離以内に停車でき、実際に１４０キロでの営業運転をしようとしていましたが、国土交通省（旧運輸省）が待ったをかけ、実現しませんでした。これは、７８５系においても同様です。これらの例もあり、JR各社はやる気になれば出来るのに最高速度の１４０キロ化には消極的になってしまいました。

そこでレールブレーキが高速時の有効な減速手段として考えられてきました。レールブレーキは、レールと車体または台車との間に電磁場をかけ、下方向に圧力をかけて減速する方法なのですが、現在９０％完成しています。

試験ではJR四国の８０００系にレールブレーキ装置を取り付け、１５８，９キロからの６００メートル以内停車が可能である事が確認されています。１６０キロ時からだと、わずかに　６００メートルを超えてしまいますが、あとほんの少し改良すれば可能である目処は立っています。ただ前述のように国土交通省があまり認めたがらない事もあり、現在は１６０キロ化への意欲は各JRとも下降しているようです。

また、一方でレールブレーキの問題点もいくつか挙げられているのも事実ですが、何とか解決の目処も立ってきました。

まず、No.1さんも仰られている発熱ですが、レールブレーキは急ブレーキ時に作動させるので、普段は動作しないので、それほど問題にはなりません。次に、その高い減速度の為の車内の危険性ですが、No.4さんも仰られているようにこのとき減速度は８，０キロ/秒になり、皆さん仰られている日本一の減速度を持つ阪神電鉄ジェットカーよりも３，０も高く、危険であるという見方もあります。しかし、バスの急ブレーキよりは低いですし、欧米でのLRT（高規格軽快路面電車）では、急ブレーキ時の減速度１０．０/秒を要求され、それが問題になった事もありません。

レールブレーキはもうすでに、導入段階に来ていると私は考えていますし、レールブレーキは現在のブレーキのあり方を考える上で外せないと思ったので書き込ませていただきました。

長文失礼致しました。

お礼

レールブレーキで検索してみました。

http://www.rtri.or.jp/infoce/getsurei/1997/Getsu12/g106_2.html
http://www.neostreet.co.jp/brake2/basic/b8.html

ありがとうございました。

回答No.8

ultraCS

ちょっとずるですが、鉄道車両でも自動車並みの減速性能の物はありますよ、名古屋のガイドウェイバスがそうです。ガイドウェイ区間を走っている間は法的には鉄道車両になります。
また、トロリーバスも鉄道車両です。
あと、リニアモーター車両も理論的には大きな減速度が実現できると聞いています。

で、鉄輪と鉄軌道の組み合わせの粘着鉄道にもどると

140Km/hから600mで停止する場合、空走1秒として、必要な減速度は0.136G、4.9Km/sになります。で、これが、一般的な粘着式鉄道のほぼ限界のようです。阪神のジェットカーのような全電動車で電気ブレーキをガンガン使って5Km/sですから、ほぼこのあたりが限界でしょう。

これを超える場合、粘着を補助したり粘着に頼らないブレーキが必要になります。
最近のものとしてはレールブレーキやエアブレーキ、昔からある物としては箱根登山で非常ブレーキになっているカーボランダムブレーキやケーブルカーのレールを挟むブレーキのような仕組みです。

LRTだと、ヨーロッパでは、0.3Gが非常ブレーキに要求されています。これだと、約10.5Km/sに相当しますから、このくらいが鉄道車両の限界でしょう。これも、高速からの減速ではないことに注意してください。
なお、市内のバスの常用減速度は0.2G程度だそうです。

お礼

ご回答ありがとうございます

回答No.6

こげ まぐろ（@koge-magu）

こんばんは。
NO,3です。

鉄道は規則により、非常ブレーキを掛けたときに600メートル以内に止まれる様になっています。
それは、踏み切り支障や線路支障を想定してのことです。

いま、在来線の最高速度は13 0キロです。
実際はもっと速く走ることも可能であり、新幹線は現実に300キロ運転をしています。
なぜ「130キロ」なのかというと、そこまでしかスピードが出ないのではなく、それ以上スピードを出すと「600メートル以内に止まれない」のです。

新幹線は「踏み切りを造らない」「線路に立ち入れないように高い防護柵を造る」「線路内立ち入りを法的に罰する」という事を行ったために、このスピードで走れるのです。
線路内に人や車がいないのが前提なので、新幹線運転士は前方注視義務がありません。

在来線で130キロ以上出して運転しているところが、一部特例としてあります。
それは、青函トンネル内や、北越急行ほくほく線です。
青函トンネルは当たり前ですが、新幹線と同じく踏み切りもなく人もいません。
ほくほく線は、全面立体交差とし、信号機に高速進行現示（GG）させることにより160キロ運転が特例で認められています。

鉄道車両をこれ以上短い距離で止めるのは、不可能とは思いませんが、現実的な発想として電車の停車距離を短くするのではなく、障害物によって線路を支障しない環境を造るのが良かったという視点だったと思われます。

例えば、線路内に空母のカタパルト着艦みたいに、ワイヤーで引っかける仕組みをやれば、無理矢理止めることは出来ると思いますが、危ないですよね。さすがに・・・

お礼

> 新幹線運転士は前方注視義務がありません
えっ　そうだったんですか

> 電車の停車距離を短くするのではなく、障害物によって線路を支障しない環境を造る

鉄道の技術の歴史はブレーキを強化するという方向ではなく、上記の方向にいっていたわけですね

回答No.5

Lalala129

鉄の車輪で鉄のレールを走る鉄道と言う交通機関は、できるだけエネルギーを使用せずに大量に輸送できるということを主目的に発達してきました。
鉄の車輪とレールの組み合わせですとどうしても空転という事象が生じやすいので、空転が生じないレベルの加速度と減速度で走らざるを得ません。従ってブレーキ力も思いっきり強くする事はできません。
逆に高速走行しているときは常にガソリンを消費している車とは違い電気は消費していません。且つ止まりにくくなっているので、エネルギーの消費なしでも他の交通機関よりは遥か遠方まで走り続けることができます。これが鉄道の大きなメリットなのです。

>生死にかかわる場合もありますので

これは極力ブレーキ以外の方法で対処をすると言う歴史があります。新幹線の場合は踏み切りすらありませんが、これは法律で線路内の立ち入りを禁じる事で対処しました。(フル規格新幹線に限るが) 新幹線でなくとも線路内の立ち入りに関しては厳しくなり、(なかなか進みませんが)立体交差化も進められてきています。
では路面電車の場合は…どうなんでしょうね？判りませんが減速度(ブレーキ力)は個人的な感じだけですが、一般の鉄道よりも強い感じは受けます。

直接は関係ないですが、鉄道模型のNゲージはモーター車両の車輪の一部にゴムが巻きつけられていて、発進しやすく空転しにくくなっています。つまり止まりやすくもなっているわけです。
実際の鉄道でこれを実現してしまったら、今までの数倍以上のエネルギーを消費してしまうでしょうね。

お礼

> 極力ブレーキ以外の方法で対処をすると言う歴史
知りませんでした。ブレーキを頼らないということだったんですね

ちょっとそれますが
立体交差化になり、駅間の距離が長くなれば(あるいは優等列車であれば)
130km/sという最高速度はもっと早くなるかもしれないということですよね

つくばエクスプレスは確か全線立体交差だと思いますが各駅停車の運行も多くなかなか高速運転は難しそうですね

回答No.4

travelKENKEN

仮に急制動が出来た場合、乗り心地の問題ではなくて、やはり乗客の生死に関わりますよ。なぜ、自動車ではシートベルトが義務化されているか考えてみましょう。

尼崎の事故では異常な速度での脱線衝突したので、不幸にも大勢の方が死傷されましたが、通常の踏切事故などでは、列車の乗客は無傷である事が多いのです。これが、自動車並みの急停車をしていたら、シートベルトで座席に固定されている乗客以外の多くは、まず無傷では済みません。

さらに鉄輪と鉄レールという低摩擦力の組み合わせで走っているために、自動車に比べて破格の省エネルギーで走ってます。自動車並みの加速・制動力にするには、この鉄輪と鉄レールという組み合わせを変えるしかなく、モノレールや札幌地下鉄で実用化されているゴムタイヤ方式の電車という手がありますが、省エネルギーという鉄道の特徴がなくなりますので、ほとんど普及してません。

なお、阪神ジェットカーの開発の途上で、理論的には8km/h/sの減速は可能とわかったそうですが、乗客の安全性の問題などから、5m/h/sとなったようです。

お礼

尼崎の事故や日比谷線の事故はブレーキ性能とは直接の関係のない部分によるところもありました。

ブレーキの性能が問題になる踏み切り事故では列車の乗客は無傷が殆どということですね

回答No.3

こげ まぐろ（@koge-magu）

こんにちは。

質問１につきましては、鉄道が鉄と鉄の摩擦で動かすのに対し、自動車はアスファルトとゴムの関係であり、摩擦力が異なるので、同レベルで停車させるのは難しいです。
また、鉄道が急停車をした場合、車内で将棋倒し等転倒事故に繋がりますが、自動車レベルの制動の場合、「転倒して怪我した」レベルでは済まないと思われます。
シートベルトも必要ですし、立席も安全面を考えると出来ないと思います。

踏み切り道にて、鉄道と他の交通が交差しているところは、鉄道が優先となっています。その為に、踏み切り警報装置が整備され、踏み切り事故時においては、その動作が正常だったか検証が行われます。
正常の場合は、「侵入」したと見なされ、鉄道側の過失はなくなります。

質問２は、阪神電鉄の「青胴車」と思います。
この車両は日本一の加速と減速を誇る車両です。

質問3につきましては
5km/sです。

お礼

日本一の加速と減速を誇る車両はすでに何十年も前にあり
それより性能の高い車両は開発していない(開発する必要がない)
というわけですね

回答No.2

matrsetra

質問1に関しては現在のところ無い。
と言うより自動車が良くブレーキが効くと見た方が良いのかも知れません。
車は老若男女或いは障害を持たれた方も運転されますし、ほんの数センチの距離で歩行者とすれ違う場合もあります。
従って直ちに止まれるブレーキは必要です。
鉄道、航空機に関しては専門の運転士、操縦士がある程度閉ざされた環境で運行されるので自動車程の制動能力が無くても運行できるのだろうと思われます。
質問2.3に関しては具体例ではありませんが試験結果とあります。

参考URL：

http://www.rtri.or.jp/rd/openpublic/rd42/03/140km_b/index.html

お礼

ありがとうございます。

在来線の高速化はブレーキ性能で決まるということですね

回答No.1

bloomers_daisuki

数値は解りませんが、簡単な理屈で。
自動車の制動は、タイヤ(ゴム)：アスファルト。
鉄道の制動は、動輪(鉄)：軌道(鉄)。
この両者の摩擦係数は相当に違います。摩擦が大きいほど、止まりやすいのは明白です。鉄道で急制動をすると、動輪と軌道が滑って止まれません。摩擦熱で動輪を破壊してしまうかもしれません。制動システムとしては、ＡＢＳが関の山でしょうか？

※電車の制動は回生ブレーキと言うエコノミックなブレーキがあります。これは鉄道のメリットです。摩擦熱でエネルギーを無駄にしてしまうのは、もったいないです。

お礼

さっそくありがとうございます。