「列車制御システム・電力設備・情報通信」は、高度な技術でJR東日本の最大の商品である｢鉄道輸送サービス｣により高い付加価値を与える仕事です。私たち鉄道電気エンジニアは“安全” “正確” “快適”そして“環境”という幾多の課題に、技術力で答えを導いていきます。
JR東日本エリア内を走る列車の本数は1日12,700本以上。列車を軌道回路で検知し、進むべき進路を構成し、絶対に衝突や脱線をさせないように制御する……これだけの数の列車を超高密度ダイヤのなかで毎日確実に運行するのは極めて難しいことです。
しかし、私たちが目標にするのはさらに高いレベルの列車制御・信号保安設備。お客さまが求める安心感や快適性の向上など、柔軟な輸送に対応するために信号保安設備のブラッシュアップや新しい列車制御装置の開発に取り組んでいます。たとえば、さまざまな原因で発生する輸送障害に対してダウンタイムが最小になるように、現地設備の簡素統合化の推進や早期運転再開をアシストする次期輸送管理システムの開発を行い、信頼性の高い列車制御・信号保安設備をめざしています。
首都圏の超高密度ダイヤで列車を自動制御、運行状況をリアルタイムに把握することができる東京圏輸送管理システム（ATOS）
中央線や湘南新宿ラインなどで推進している信号設備の簡素統合化
自営発電所でつくられた電力は、1,200kmにもおよぶ自営送電線・変電・配電・電車線路設備などを経由して、電車を動かし駅を活性化するエネルギーとして供給されます。JR東日本では電力の発生から消費までをトータルで管理し、鉄道輸送への安定性確保はもちろん、将来のエネルギー戦略の検討を行っています。
また、環境保護活動にも積極的に取り組んでいます。たとえば、CO2排出量の少ない天然ガスを燃料とした火力発電設備の導入や、ホーム屋根などを活用した太陽光発電装置の設置、消費電力の少ないLED照明の導入など、今後も随時拡充していく予定です。
エネルギーの発生から消費までをトータルで管理。エネルギーネットワークの更新・強化に取り組む
東京駅ホーム屋根への太陽光発電パネル設置イメージ
信頼性の高い鉄道輸送サービスを実現するためには、的確な情報提供が不可欠。JR東日本ではエリア内全域に2万kmを超える通信インフラが整備されています。列車無線や鉄道電話に代表される音声通信が鉄道輸送の安全を支えるほか、データ通信ではSuicaシステムや車内表示器の情報伝送などにも活用され、お客さまがスマートに鉄道を利用できる環境をバックアップしています。
さらなる高速・大容量伝送に向けて鉄道沿線に光ケーブルを整備し、最新の汎用IP技術により音声系・データ系を統合した次世代通信ネットワークの構築を進めるほか、WiMAXを活用した新技術の開発も検討しています。
光ケーブル通信網を整備し、高信頼性・高速・大容量の通信インフラを構築
JR東日本の事業では、列車の運行やお客さまへのサービス提供など、あらゆる場面で電力が必要です。昨今では、新幹線の高速運転や列車増発などの輸送サービスの改善、エレベータ設置などの駅のバリアフリー化、エキナカビジネスにともなう開発など、各事業における電力需要はますます増加しています。このような高まる電力需要に対応するために、設備の整備を進めています。
JR東日本では、自営の発電所だけでなく送電設備・変電設備・配電設備、さらに電車線路設備といった、多種多様な電力設備を保有しています。最新設備の導入により、電力設備の更新・強化を行うことで、電力需要の増加に対応するだけでなく、メンテナンスの省力化の実現もめざし、取り組んでいます。
電力需要の増加に応じ拡大するエネルギーネットワーク
電車線路設備の簡素・統合化により、省メンテナンスを実現したインテグレート架線
ATACS（Advanced Train Administration & Communications System）は、列車位置検知を今までのような軌道回路に拠らずに、走行する列車自らが在線する位置を認識し、無線を使って車上・地上間で双方向に情報通信を行うことにより列車を制御する全く新しい列車制御システムです。これにより、線路周辺の信号機やケーブルなどの削減による設備のスリム化や従来の方式（閉そく方式）を脱却した列車の間隔制御を実現することが可能になります。このシステムは平成23年10月に仙石線に導入されました。今後は首都圏への展開が期待されます。
軌道回路に基づいた列車制御をする従来の自動閉そく方式と、無線により列車の位置を検知し、列車を制御するATACS方式
列車無線は62線区約7,000kmに導入され、必要な運行指示や運行情報などの提供を行うため、指令員と列車の乗務員との重要な情報ツールとして利用されています。
従来方式のアナログ列車無線ではゾーンごとに1回線の構成でしたが、首都圏に導入したデジタル列車無線では適応等化技術や最大比合成ダイバーシチなどの最新技術を導入し、ゾーンごとに3回線および全線区共通1回線の高品質な無線回線を構築、通話回線は最新の音声符号化技術を採用することにより、固定電話並みの高音質を実現しています。
また、大規模な災害などにより、地上の通信回線が使用不能になったときのバックアップシステムとして衛星通信システムを整備しています。
デジタル技術を取り入れ、音声だけでなくさまざまな情報を伝送
列車運行案内情報を、車内表示器(LEDなど)に伝送して表示
JR東日本は世界一の鉄道システムをめざして、技術開発を進めています。列車制御システム分野で導入を進めている「ネットワーク信号制御システム」もそのひとつです。従来の信号保安設備は、メタル回線による電圧制御であったため、膨大なケーブルと配線作業が必要でしたが、最新の情報通信技術を導入することで、信号保安設備を光ネットワーク接続とし、IP通信により制御する世界初のシステムを開発しました。このシステムの導入により、信号保安設備の簡素化と高信頼性が実現するだけでなく、施工性、保守性も飛躍的に向上しました。これからもJR東日本は新技術の開発につねに挑戦し、世界の鉄道システムをリードしていきます。
- 膨大なメタルケーブルで制御されていた従来の信号保安設備
- 信号保安設備が光ネットワーク接続となり、雷害にも強く、設備構成の簡素化と高信頼性を実現
ＪＲ東日本ではこれまで、自営発電所などの設備更新や蓄電池駆動電車の試験など、エネルギー分野の新技術導入に取り組んできました。その一環として、エネルギー利用の一層の効率化をめざし、「スマートグリッド技術」を適用する検討を進めています。
【スマートグリッド技術適用の一例】
回生電力を電池に充電し、次の加速時に放電することで、回生電力を有効利用します。
今回の大震災から鉄道を守ったシステムのひとつとして、列車停止情報伝達システムがあります。このシステムは、各地に設置された地震計が地震波を検知した際、運転士へ列車緊急停止を伝える信号を無線装置から自動送信し、列車を緊急停止させるシステムです。 地震発生時には多数の列車が走行していましたが、本システムにより多くの列車が本格的な揺れが到来する前に減速することができ、列車転覆などを免れることができました。JR東日本では異常時に安全を最優先する設備を積極的に導入し、今後も究極の安全をめざし取り組んでいきます。
- 地震計が検知した地震波により、列車を停止させる列車停止情報伝達システム
