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研究開発(R&D)

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  • オペレーション&メンテナンス
  • エネルギー・環境

次世代新幹線の実現に向けた開発

先端鉄道システム開発センター

当社は、次世代新幹線において、安全・高速な移動手段の提供に加えて新たな価値の提供を目指しています。この実現のため、IoT、ビッグデータやAIなどを活用し、「さらなる安全性・安定性の追求」「快適性の向上」「環境性能の向上」「メンテナンスの革新」をコンセプトとして開発を進めます。E956形式新幹線試験電車(愛称:ALFA-X(アルファエックス))は、これら研究開発の評価のための「試験プラットフォーム」です。

図1:次世代新幹線開発に向けた試験車両(ALFA-X)のイメージ
図1:次世代新幹線開発に向けた試験車両(ALFA-X)のイメージ
ALFA-X:Advanced Labs for Frontline Activity in rail eXperimentation

IoT、ビッグデータやAIなどの活用

安全性・安定性

〜ひとつ上の「安全」「安定」を
実現します〜

  • ○早く、安全に止まる
  • ○安全を自律的に判断
  • ○雪と寒さに強い
快適性

〜より多様化するニーズに
フレキシブルに対応します〜

  • ○有意義な移動時間
  • ○上質な空間
  • ○速達性
環境性能

〜環境性能を磨き上げます〜

  • ○静かに走る
  • ○省エネの推進
メンテナンス性

〜メンテナンスを革新します〜

  • ○地上・車両のモニタリングとCBM

図2:「次世代新幹線の実現」に向けた研究開発のコンセプト

安全性・安定性

早く、安全に止まる

地震時に、より早く止まるため、また、脱線しにくくさせるための開発を進めています。

(1)より早く止まるための開発品
  • ・小型分散化した「空力抵抗板ユニット」(図3)
  • ・リニア技術を応用した「リニア式減速度増加装置」
(2)脱線しにくくさせるための開発品

地震対策ダンパにより、車体の大きな揺れを抑制します。さらに、強い衝撃を受けた際に、クラッシャブルストッパが押し潰されることで、ストッパ間の間隔を広げ、衝撃を緩和し、車輪とレール間に強い力を発生させないようにします。(図4)

安全を自律的に判断

車両各機器のモニタリングにより、車両の状態を自律的に判断することで安全性の向上を目指します。また、故障を予兆し未然に防止することで、輸送品質の向上に取り組みます。

雪と寒さに強い

雪や寒さに強い新幹線を目指し、着雪しにくい車体構造等の試験を行います。

図3:空力抵抗板ユニットのイメージ
図3:空力抵抗板ユニット

図4:地震対策ダンパ・クラッシャブルストッパのイメージ
図4:地震対策ダンパ・クラッシャブルストッパ

快適性

有意義な移動時間

車内を家やオフィスのように過ごしていただけるサービスなど、車内においてまとまった時間を快適にご利用いただくための開発を進めます。

上質な空間

動揺防止制御装置等の搭載(図5)、吸音性・遮音性の高い車体構造等の試験により、 “揺れない”、“静か”といった快適な車内空間の実現を目指します。

速達性

営業運転での最高速度360km/hの可能性を技術的に検証します。

図5:動揺防止制御装置等のイメージ
図5:動揺防止制御装置等

環境性能

静かに走る

  • ・パンタグラフの騒音低減に関して、シミュレーションを活用して騒音発生要因を検討し、対策形状の風洞試験等での評価、遮音、吸音手法等の検討も併せて、総合的な低減対策の開発を進めます。(図6)
  • ・台車各部位から発生する空力騒音について、音源の特定と対策の検討を進めます。特に車輪周辺の音源候補の一つであるブレーキディスクの回転に伴い発生する空力騒音について、騒音を低減するディスクフィン形状の開発を進めます。(図7)
  • ・2種類の先頭形状を検証し、トンネル突入時の微気圧波の抑制を目指します。

省エネの推進

省エネ運転に関する研究開発(機器の高効率化など)を進めていきます。

図6:パンタグラフの低騒音化のイメージ
図6:パンタグラフの低騒音化

図7:ブレーキディスク部の空力騒音低減のイメージ
図7:ブレーキディスク部の空力騒音低減

メンテナンス性

地上・車両のモニタリングとCBM

地上設備や車両の各機器をモニタリングする装置を搭載し、データを活用して、さらなる安全・安定輸送の実現に加え、CBM(状態基準保全)の実現を目指します。(図8)

図8:CBMのイメージ
図8:CBMのイメージ

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