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2020/4/25 15:19

33回答

ふと疑問に思ったのですが、ゆりかもめや日暮里舎人ライナーなどは、なぜタイヤ式の所謂新交通システムで建設されたのでしょうか。 一般的なレールを敷いた鉄道やモノレールではダメだったのでしょうか。

ふと疑問に思ったのですが、ゆりかもめや日暮里舎人ライナーなどは、なぜタイヤ式の所謂新交通システムで建設されたのでしょうか。 一般的なレールを敷いた鉄道やモノレールではダメだったのでしょうか。 そもそも、一般的なレールを敷いた鉄道、モノレール、新交通システムでは、それぞれどのようなメリット、デメリットがあるのでしょうか。

回答(3件)

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【普通鉄道のメリット・デメリット】 対をなす左右の車輪を同じ車軸に取り付けた「輪軸」(Wheel set)とすることで*¹、物理的に軌道の中央を進もうとする特性を持たせてあります。 車軸、車輪、タイヤ全てが鋼鉄(炭素鋼)であるため、 摩擦抵抗が小さく*²頑丈かつ滑らかで、 大きな荷重に耐え、かつ保全が行き届いている限りは、相当な高速運転も可能となります。 しかし、*¹左右の車輪が常に同じ回転数である輪軸ゆえに、旋回性能(カーブの通過性能)と高速性能とをなかなか両立できません。 あるいは*²摩擦力の小ささゆえ急加速は不可能で、かつ制動距離も長くなります(返信で説明します)。 すなわち山手線や大阪環状線などの高密度なJR線、あるいは大手私鉄各社の都市部とか地下鉄線などは、だいたいが駅間距離が1㎞内外で、各停だと停車時間も含めた1駅あたりの所要時間は2分程度とは都市に住んでいれば実感できることと思います。 要するに普通鉄道の場合は、空転や滑走をしない範囲で運転するとなると、 60~70km/hくらいまで加速するにも、またこれくらいの速度から停止するにも二十数秒~三十数秒程度の時間と、二百~三百数十メートルの距離を要するのです。 そうした要因により、駅と駅との間の運転時分は1分20秒~2分程度であり、 ひと駅の停車時間が20~30秒程度ということもあって、 ひと駅ごとにほぼ2分くらいを要しており、 あるいは駅と駅との間も結構離れているわけなんですよ。 幸いにもJRや大手私鉄は首都圏や近畿圏が過密化する前に開業させていたので今があるようなもの。 急カーブも急勾配も苦手な普通鉄道なんて、都市が過密化してから作ろうとすれば用地取得もほぼ無理。 地下鉄しか手段は無いに等しいのです。 但し地下鉄は建設費が非常に高くつきますから、相当な需要が見込まれない限りは自治体などの財政負担を圧迫する恐れがあります。 あるいはニュータウンや埋立地などの輸送密度が低い場所には高架式の路線として少しでも建設費を抑えてはいるのですが、やはり小回りが利かず駅間距離が長くて駅近とそれ以外で格差が生まれるし、コストも高くつくというリスクも大きなものがあるわけなのです。 【モノレールのメリット・デメリット】 普通鉄道とは違い、橋桁そのものを軌道にしてしまったのがモノレール。 このことで建設コストは地下鉄とは勿論のこと、高架鉄道と比べても大幅に抑えられるのです。 さらに桁を跨ぐ「跨座式」、ぶら下がる「懸垂式」ともレールを抱え込んでいるため急カーブを楽に高速通過できるのです。 殊に日立が開発したゴムタイヤ式のモノレールはスリップしにくいので急勾配にも対応でき、複雑な地形の日本では普通鉄道ではほぼ不可能な、 道路直上や河川の直上にでも建設することができ、地価がバカ高なわが国の用地問題も解決できたのです。 しかし敷設できる地形は、基本的には「ラーメン構造」の高架や橋梁が建設できる場所に限られてしまい、スパンの長い(橋脚と橋脚との間が長い)場所に建設するのは難しい問題もありました。 つまり基本的には桁を軌条として使用するのですから、トラス橋やアーチ橋が必要な1級河川越えや、埋立地に展開するための海越えが難しいのです。 東京モノレールは羽田空港の沖合展開に際しては巨額の建設費を投じ海底トンネル方式まで採用しましたが、それも羽田空港と都心を結ぶという大量輸送を行っている東京モノレールだからこそ実現できた芸当です。 また、災害など万一の場合は「宙ぶらりん」になることが想定内ですから、災害や事故に備えたマンパワーの確保も必要となり、人件費が高めになってしまう欠点もあります。 【新交通システムのメリット・デメリット】 モノレールと道路の中間のような軌道構造になっています。 すなわち路面のようなフラットなスラブを有し、万一の場合は乗客が歩いて避難できる非常用の歩行路も備えています。 このためモノレールのような「宙ぶらりん」は起こりません。 しかもゴムタイヤ方式で運転が簡単ですから、昭和の昔から無人運転が可能だったわけです。 また簡便な軌道構造ゆえ、単に道路直上のみならず、アーチ橋なども架設が可能なのが大きな特徴。 それゆえ埋立地に展開するポートライナーを皮切りに、ニュートラムやゆりかもめ等、下を大型船が通れるような長大な橋梁で人口島に渡れるのも新交通システムならでは、というワケなんです。 そして、こうしたスパンの長い橋や、フラットな路盤を持ちながらも道路直上に建設できるのは、ひとえに”軽い”から。 つまり普通鉄道には不可欠な、鋼鉄製の輪軸や軌条が不要なので電車も軌道も軽く、それゆえ建設費が抑えられるのです。 反面、輸送力は小さく、普通鉄道のような「大量・高速」ではなく「中量・中速」を標榜しているのも新交通システムの特徴。 6両編成のゆりかもめやポートライナーでも輸送力は普通鉄道の電車2両分にも満たず、スピードも60km/hくらいまでです。 反面、駅間距離はバス停並みで、云ってみれば路面電車の近未来バージョンみたいな乗り物が新交通システムと云えるわけなのです。(元JR車両技術職)

2個の輪軸を備えた普通鉄道のボギー台車は、 *¹輪軸たる所以により通常は曲線半径に大きな制約が生じます。 つまり高速運転を行うためには軸距(2対の車軸同士の間隔)が一定以上の広さを要しますが、そうすると概ね半径100m未満の急曲線は通過できません(普通鉄道ではR160位が最急曲線)。 道路上に軌道を敷設する路面電車などは軸距を小さくしているので急曲線を通過できます。 こうした理由で、曲線通過性能と高速運転は両立できないのです。

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一般的に、 ゴムタイヤ方式のほうが急勾配に対応でき、 車両が短いほうが、急カーブに対応できる。 車両が小さいほうが、全体コストが低い。 貨物列車がなく、大きな需要もなければ 新交通システムが普通かと。 モノレールは原則として、幹線道路の上に設定 なので、制約が多い。

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一般的なレールを敷いた鉄道ほどには需要が無いと判断された。 既に都市化したエリアへの建設なので、急カーブ急坂が避けられず、これに対応できるシステムである必要があった。 モノレールの方式と異なり、よほどの強風・大雨で無ければ、非常時に軌道を歩いて避難が可能。 (当然ながら、送電は停止が前提)