長さ10メートルの“鉄道向け印刷”から未来の自動改札まで 鉄道技術の進化を探る

11月27日から29日まで、千葉市の幕張メッセで「鉄道技術展」が開催された。鉄道に関する商品やサービスを提供する企業の商談会であり、趣味的な要素はない。ただし一般公開されており、最新の鉄道技術を知る上で勉強になるイベントだ。その中から、鉄道の“進化”を感じさせる展示物をいくつか紹介する。

安全技術 脱線・逸脱の被害をどう軽減する?
・設置が簡単で強力な車止め装置

車止め装置は、暴走した車両が線路の終端から飛び出さないように、線路の終端に設置する。レールを上下に曲げただけという簡易な方法もあれば、鉄筋コンクリートに油圧式ダンパーを組み合わせるタイプもある。後者は重量のある鉄道車両を受けとめつつ、衝撃を和らげて乗客への被害を軽減する効果を狙う。ただし、据え付けは建設工事並みで、構造は複雑だ。

RAWIE社が展示している「高性能バッファーストップ」は、特注品でありながら工場で生産し、線路に据え付けるタイプ。設置後、レールを締め付ける形で固定する。車両が衝突した場合、スライドすることで衝撃を緩和しつつ、オーバーランを防ぐ。

・ウイングタイプの脱線・逸脱防止ガード

線路の内側にレールを設置して、万が一、列車が脱線した場合に横移動を抑える仕組み。2004年10月、上越新幹線が時速200キロで走行中に中越地震に遭遇して脱線した。しかし、線路を大きく逸脱することなく、高架橋の破損もほとんどなかった。死傷者ゼロだったことも「奇跡」と報じられた。高速走行中の新幹線が激震で脱線しても線路を逸脱しなかった理由は、車輪がレール間の排雪溝に落ちたから。また、台車と車輪がレールを挟む形になったからだ。

この教訓から、JR各社をはじめ鉄道事業者は、従来はカーブ区間に設置されていた脱線防止ガードレールについて、新幹線など高速走行路線の直線部に設置を進めている。ところが、脱線ガードレールは車輪が通るレールに寄り添うように設置されるため、保守作業にとって邪魔な存在だ。そこで、保守作業をしやすい脱線防止ガードが考案された。

大和軌道製造のブースでは、JR東海タイプ、JR西日本タイプの装置が展示されていた。JR東海は蝶番の仕組みで脱線・逸脱防止ガードを展開し、レールとの隙間を空けて、レール突き固め作業をしやすくした。JR西日本はレール間の中央に逸脱防止ガードを固定する。万が一脱線しても、逸脱を食い止めるという考え方だ。

他に分岐器用PCまくらぎも展示されていた。まくらぎはかつては枕木と書き、木製だった。PCまくらぎはコンクリート製で、耐久性が上がり交換回数も減った。ちなみにPCはプレストレスト・コンクリートの略で、あらかじめ鋼線を仕込み、緊張させて圧縮応力を与えたコンクリートという意味だ。弱点は重量で、分岐器などの長さが必要とする場所には使いにくかった。近年は新素材としてウレタン樹脂とガラス繊維を使った軽量タイプもある。

大和軌道製造ブースのPCまくらぎ分岐器は、軌道道床との設置をボルトからバネクリップにするなどして枕木の寿命を延ばし、軌道狂いを抑制するなど進化させている。とても地味な話ではあるけれど、鉄道はあらゆる場所で技術が進化している。

・軌陸車も進化していた

初期の鉄道技術展は、保線車両やゆりかもめ新型車両、LRVのモックアップなどもあって楽しかったけれど、今回は鉄道の実物車両はなくて寂しい。もっとも、技術と商品の紹介であれば、実物である必要もないということだろう。鉄道ファン向けではなく、商談会である。

そんな中で、クルマとして搬入しやすい保線用軌陸車は何台か展示されていた。レンタルのニッケンの大型軌陸車はカゴ付きクレーンを搭載し、鉄橋上からカゴを降ろして橋桁を点検できる。アクティオの軽自動車タイプの新型軌陸車は取り回しもしやすく機動力を感じさせる。アクティオではもうひとつの軌陸車に注目した。車両を線路に載せる機構が面白い。鉄道車輪を車体から引き出す機能が画期的だ。鉄道台車を自在に回転させて線路に載せ、レールを移動させつつ車体をガイドして線路上に誘導する。

従来の軌陸車は、踏切などに車体を停め、床下に軸を降ろし油圧で車体を持ち上げ、90度回転させて車輪とレールの位置を合わせていた。伊予鉄道の坊っちゃん列車が向きを変えるときのように。それに比べると台車を引き出す方式は位置合わせがしやすい。夜間になりがちな保守作業の手間と時間を短縮できる。

環境技術 路面電車の線路に芝生を入れる、真の狙い
・軌道緑化

低床タイプの車両によって、国内でも路面電車が見直されている。しかし、路面電車といえども、道路併用軌道ばかりではなく、専用軌道を持つ路線もある。また、道路と同じ平面でありながら、自動車の進入禁止区域を設ける区間もある。そこで注目されている仕組みが「軌道緑化」だ。路面電車の線路に芝生を設置して「ここは道路ではない」というメッセージを示す。それと同時に、環境に優しい交通機関であるとアピールする効果もある。

インフラテック社は、軌道緑化システムに用いるシラス緑化基盤を展示した。シラスとは南九州に多く分布する火砕流堆積物で、軽量かつ多孔性という特徴があり、芝生に最適だという。なるほど、鹿児島市電の軌道緑化はコレを使っているのだと納得した。

・小型汚染水処理装置

鉄道車両の洗浄において、汚水処理の効率化が課題だという。もちろん下水道に直接流すわけにはいかない。車体の洗浄などはクルマの洗車と似たようなもので、汚水処理に手間はかからない。しかし床下機器などの洗浄では濃密な汚水が発生する。機器の清掃にあたり、汚水はバケツや小型タンクにためて、屋外の処理施設まで運んでいる。

JR東日本テクノロジーが展示していた可搬式小型排水処理装置は、大型スーパーやホームセンターのショッピングカートほどの大きさで、洗浄現場に運び、その場で汚水を処理して排水溝に流せる。つまり車両洗浄汚水と同じ処理が可能になる。展示では空調用熱交換器の洗浄を想定していた。しかし、もしトイレや調理で発生する汚水も処理できたとしたら、ローカル路線のトイレ設置推進、観光列車の運行にも応用できそうだ。

旅客案内技術 自動改札機が「顔認証」に?
・顔認証ゲート

大阪メトロは2024年度までに、全駅で自動改札機の顔認証システムを導入する計画だ。チケットレス改札システムの導入を見据えており、12月19日から20年9月30日まで4駅に顔認証改札機を設置する。この実験は大阪メトロ社員のみ参加するという。

この実証実験に参加する高見沢サイバネティックスのブースで、顔認証機能付きセキュリティゲートが展示されていた。顔認証改札機のイメージで、実際に説明員が顔認証でゲートを通過して見せてくれた。立ち止まる必要はなく、やや早歩きでも動作していた。未来を感じさせる展示だった。

このシステムはビルの入退館管理でも使える。鉄道の改札は通過人数が圧倒的に多いから、成功すれば多くの分野で起用されるだろう。

・床面照射プロジェクタ

自動改札機といえば、日本信号の展示も興味深かった。改札機そのものではなく、機械の下に設置された「高性能LED超単焦点プロジェクタ」のデモだった。改札機先端からななめに投射し、改札機中央にクッキリとゆがみのない像を投射する。通行禁止マークや進行を示すだけではなく、広告やイベント会場の地図も出せる。

ホームドアの床、列車の座席、荷棚の壁にも応用可能。観光列車のトンネル内エンターテインメントにも使えそうだ。トンネルだらけのリニア中央新幹線で採用されたら面白そうだ。

・列車の窓に情報を映す

観光列車で車窓を眺めているとき、建物や山の名前が気になる。もし車窓に情報が表示されたら楽しいだろう。旭硝子が展示した「infoverre(インフォベール)」は、まさにその希望をかなえてくれる「夢の窓」だ。特殊な光学樹脂を使い、透明なガラスにディスプレイ装置を直接貼りつけた。フルカラーで情報を表示できる。

神戸新交通の「六甲ライナー」では、ガラスに液晶シャッターを仕込み、沿線住宅へののぞき見を防止している。最近の航空機の窓も液晶シャッター式の日よけシステムを搭載している。これらは実用的だけど、infoverreは楽しい。もっとも、従来のガラスより高いだろうから、通勤電車に搭載して案内情報を載せるような使い道はもったいない。観光列車向けとして、楽しい仕掛けがてきそうだ。

・超指向性スピーカー

旅客案内と安全面で、今後の発展に期待する技術が超指向性超音波スピーカーだ。マウスピック社の展示品で、用途としては改札付近やエレベーター、エスカレーター乗り口の「ご注意ください」というメッセージ再生だ。必要な人に必要な情報を伝え、必要ない人にとっては雑音となる音を届けない。これを応用していくと、プラットホームの片側だけに列車の情報を伝えて、反対側で列車を待つ人を惑わせない、という使い方ができる。

さらなる期待は踏切警報音としての使い方だ。もっと出力を上げる必要があるけれども、踏切と交差する方向に限定して警報音を鳴らせば、近所に騒音で迷惑を掛けずに済む。騒音被害に配慮して、鳴り始めてしばらくすると音量を下げる警報器があるけれども、本来、警報音は大きくあるべきで、音量を下げたら意味がない。超指向性スピーカーなら、踏切を渡る人やクルマだけに注意喚起できると思う。この技術はもっと進化してほしい。

10メートル以上の1枚モノも可能、印刷技術に感動

最後に一つだけ、元出版社の社員として、列車ダイヤ好きとして、感動した技術を紹介する。長尺印刷を得意とする昇寿堂のダイヤグラム(列車運行図表)だ。10メートル以上の1枚モノで印刷し、ジャバラ折り加工する技術を持つ。多くの鉄道会社で列車ダイヤの印刷を担っているという。ちなみに10メートル以上の印刷は列車ダイヤではなく、保線用の路線情報とのこと。運転曲線や速度制限、カント、標識など、1路線のあらゆる情報を距離に応じて掲載する。鉄道会社はイベントで中古列車ダイヤを頒布しているけれど、路線データも印刷されているのか……ほしい(笑)。

市販の地図帳にも長尺蛇腹タイプはあるけれども、たいていは輪転機サイズで分割され、複数枚を貼り合わせて作られる。それが1枚モノになると、貼り合わせ部分がないために丈夫だ。貼り合わせ部分があると、ダイヤ修正や書き込み作業でペンが引っ掛かる。列車ダイヤの細かい作業では、1ミリも無駄な線を残したくない。だからこその1枚モノだ。

もっとスゴいところは、蛇腹に折ったとき、山折り、谷折りの部分に、時間を示すタテ軸がピッタリと収まっている。運行管理者や保線担当者は、必要な時間帯の部分だけを開くことができる。これは本当に感動した。デジタル化が進むとはいっても、アナログな紙媒体を使う場面はある。印刷にはまだまだできることがある。

興味深い技術はまだあるけれども、全てを挙げるとキリがない。また、もっと詳しく掘り下げたい展示物もあったので、あらためて取材したい。

(杉山淳一)