JR東海の成長を支える技術開発

当社が将来にわたって使命を果たし、発展していくためには、日々の安全・安定輸送の確保に不断に取り組むこと、快適な輸送サービスを追求していくことに加え、技術開発を通じてこれらを支える基盤となるハードウェアや仕組みを構築していくことが不可欠です。鉄道事業者の技術開発においては、個々のハードやソフトに関する成果を組み合わせて、それを輸送サービスや業務運営の仕組みに反映するところまで作り込んで初めて事業としての価値を生むこと、鉄道事業が社会・経済情勢等に大きく左右されること等を念頭に置く必要があります。当社では、より一体的かつ総合的に技術的諸課題に取り組むため、2002年に開設した小牧研究施設において、中長期的な視点から会社施策に資する課題を設定し、計画的に技術開発に取り組みながら、鉄道事業における安全・安定輸送の確保に関する課題等をより一層追求し、解決を図るための技術開発に取り組んでいます。

技術開発の重点テーマ

当社では、「安全・安定輸送の追求」「業務改革の推進」「中央新幹線の事業運営への寄与」を柱としてICT等の先進技術を積極的に活用しながら、技術開発を推進しています。

  • 安全・安定輸送の追求
    一層高いレベルの安全・安定輸送確保に向け、地震や豪雨等の自然災害に対して、災害をより的確にとらえる技術、被害を抑えるための技術、被災からの早期復旧等につながる技術開発等を推進しています。
  • 業務改革の推進
    社会の変化やお客様のニーズに的確に応え、かつ設備投資ならびに事業運営のコストを抜本的に低減させるため、車両や地上設備のスリム化や作業の効率化・省力化に向けた技術開発を推進しています。
  • 中央新幹線の事業運営への寄与
    これまで得られたノウハウ、知見、技術力等を最大限に活用し、中央新幹線の建設や保守等のコストダウンや省力化につながる技術開発を推進することに加え、三世代の鉄道に共通する設計、解析、シミュレーション等の基盤技術の深度化を進めています。

また、当社が将来にわたって維持発展していくために、これまでより幅広い技術分野にも視野を広げ、当社の技術領域を広げる取組みも進めています。新たに生み出せる価値や、目指したい将来像を描き、その実現に向けた研究開発に挑戦していきます。

主な技術開発成果(年度)

将来を見据えた最先端技術の研究開発

鉄道事業における技術開発の重要性が減少することはありません。一方、今後の社会を展望すると、少子高齢化による労働力人口の減少や働き方の変化、自然災害の激甚化、地球環境に対する意識の高まり等、当社を取り巻く環境はより複雑化していきます。また、情報通信技術(ICT)の急速な進展による、いわゆるデジタル変革の動きは、各種の技術上の課題に対してこれまでとは全く異なる解決法を示すとともに、ビジネスそのものの在り方の変革や新たなビジネスの創造をもたらしています。当社としても、急速な技術進歩を踏まえたICT戦略の策定やニーズの収集、適切な経営資源の配分、難度の高い開発案件の実行等の取組みをさらに強化すべく、技術開発部内に専門の部隊を設置し、これまで以上に力強く推進しています。これからも変わらぬ使命を果たし続けるとともに、先進技術を積極的に活用しながら世の中の技術革新を当社の鉄道システムに確実に取り込み、将来に向けて当社の技術領域を拡大することで、新たな価値を創造すべく取り組んでいきます。

小牧研究施設での技術開発の推進

小牧研究施設外観

当社では、新幹線及び在来線における鉄道技術の深度化を図るとともに、当社の将来を支える技術開発に取り組み、技術力の向上と人材育成を図っています。小牧研究施設(愛知県小牧市)では、その大きな特色である実物大の試験装置を活用して、新たな車両の開発、東海道新幹線の脱線・逸脱防止対策、新幹線土木構造物の大規模改修工法、新幹線用高速ヘビーシンプル架線等、様々な技術開発成果を挙げてきました。さらに、近年のICT技術の進歩及びデジタル変革の進展を踏まえ 、当社においてもこれらを積極的に活用するとともに、これらを推進する中心的な役割を担っていきます。

人材育成と技術力向上

技術交流会風景

当社では、小牧研究施設の開設以来、日々の運行を管理する鉄道事業本部と技術開発部が密接に連携し、鉄道事業本部が直面する技術的諸課題への対応や定期的な技術交流、さらに、鉄道事業本部と技術開発部で相互に社員を運用することで、会社全体の技術力の底上げを図っています。また、自由な発想を持ち新たな課題にチャレンジする研究員の研究支援等、技術者育成の取組みを推進しています。今後はさらに、他業種や他分野における技術動向を注視し、着想力、応用力の幅を拡げ、外部の知見も積極的に取り入れることで、鉄道事業において直面する困難な技術課題に対しても対処できるよう、組織としての能力も高めていきます。

主な技術開発 −自然災害への対応−

近年の大型台風や集中豪雨による河川の氾濫、土砂災害等、その被害は激甚化しており、地震等も含めた自然災害への備えは重要です。当社ではこれまでも、ハード・ソフト両面から安全性の確保を図ってきました。そのうえで、災害をより的確にとらえるとともに、被害を抑えるための対策等、一層高いレベルでの安全・安定輸送を実現するための技術開発に取り組んでいます。

技術開発事例1
土石流の発生危険度評価手法に関する検討

当社では長雨や局所的な短時間豪雨等に対して、より安全・安心な鉄道システムを構築するために、のり面防護工等のハード対策に加えて、沿線に設置した雨量計の観測値に基づいた降雨運転規制等のソフト対策を進めてきました。しかし、線路沿線と線路から離れた場所での雨の降り方には相違がみられる場合があり、特に山間部では沿線から離れた箇所を発生源とする土石流災害のリスクがあります。そのため、在来線の山間線区において、線路に隣接する渓流で土石流が発生する危険度をリアルタイムに評価する手法を開発しました。この手法は土石流の発生形態を2つに分類し、それぞれ渓流の流域をモデル化し、このモデルに対して実際の降雨量を入力することで発生危険度を見積もる方法です。本手法は2020年6月より在来線の運転規制に活用しており、降雨時における一層の安全確保に寄与しています。

土石流の発生形態
(左:崩壊型土石流 右:渓床流動型土石流)

技術開発事例2
地震発生時の安全性検証

ロッキング橋脚

2016年4月に発生した熊本地震では、九州新幹線の脱線、建物の倒壊、主に建設スペースが限られた箇所に施工される「ロッキング橋脚」を有する跨道橋が落橋するなどの被害が発生しました。当社では、同様の地震が当社管内で発生したことを想定し、新幹線の脱線・逸脱防止対策や建物等の耐震化を進めてきました。さらに、従前より新幹線及び在来線のロッキング橋脚を有する全ての橋梁についても耐震性能を検討してきましたが、構造解析による耐震性評価の結果、十分な耐震性能を有していることを確認できました。具体的には、各橋梁を詳細に立体モデル化し、地震動が水平2方向に発生するという厳しい条件下での耐震性能評価を行い、全箇所でロッキング橋脚が転倒・落橋に至らないことを確認しました。

立体解析モデルの例

主な技術開発 −メンテナンスの省力化−

当社では、安全の確保を大前提とした上で、メンテナンス業務の機械化やシステム化等、業務の効率化や省力化、低コスト化を図るための技術開発を進めています。具体的には、新技術の導入、データ分析評価、積極的保全の3つを基軸とした技術開発に取り組んでおり、近年では、センシング、画像認識、情報通信、大量データ解析、ロボット等の新しい技術を活用するとともに、機器の集約、寿命の延伸、基準の最適化等につながる技術開発も進めています。

技術開発事例
N700S営業車による地上設備計測のための
技術開発

東海道新幹線では、計測専用の車両であるドクターイエローにより、約10日に1回、軌道や電気設備の計測を行っています。それに加え、より高頻度で設備の状態把握を行い、タイムリーに保守作業を行えるよう、最新車両N700Sの営業車にも搭載可能な計測機器の小型・軽量化等の技術開発を行いました。軌道の状態の計測については、当社独自開発の演算プログラムにより計測精度の向上を図った「次期軌道状態監視システム」を開発しました。これにより、上下のみならず左右方向のレールのずれ、また左右レール間の距離や高低差等、新たな項目を計測できるようになります。
架線や信号設備の状態の計測については、小型軽量化を実現した「トロリ線状態監視システム」及び「ATC信号・軌道回路状態監視システム」を開発しました。これにより、営業列車でのトロリ線の状態(摩耗量、高さ等)の計測を実現することで、作業員が夜間に行っている計測作業を省略できるほか、ATC信号や軌道回路の健全性を高頻度で確認できるようになります。
現在はN700S確認試験車による走行試験を重ねて測定精度や耐久性を確認しており、2021年度の実用化を目指しています。

N700S営業車による地上設備計測