REVOLUTIONARY RAIL Scientific American 2010.05
寺島 陸 訳分
主要概念
・日本やフランスおよびその他の国とは異なり、アメリカは真の高速鉄道路線を持っていない
・最近の連邦予算の流入が、長期計画のプロジェクトが最終的に建設できることを期待し、促進させている
・このようなプロジェクトには、スチールホイールオンレールと磁気浮上技術の両方が含まれている
アメリカは、旅客列車の話になるとばかげたほど後退した国である。
ヨーロッパや、日本、上海を訪れたことのある誰もが、時速200マイルで動く電車は多くの国の経済に不可欠になっていることを知っている。世に知られた東海道新幹線、JR東海は、過去50年間で10億人を、飛んだ時の半分の時間で東京，大阪間を運んだ。[次のページの図見てください]新しいマドリード，バルセロナ間の急行列車は、平均速度時速150マイル、開始2年前の創立以来、２都市間の航空交通の利用者が40パーセント減衰した。その一方、ボストンとワシントンD.C.を繋いでいる、アムトラック社の展示のアセラトレインは、平均でちょうど時速70マイル。
そのアセラトレインの模型はとても低速である。なぜなら、たとえ、電車自身に短距離で時速150マイルを超える能力があったとしても、アセラトレインの線路の多くの部分が高速で安全に支えることができないためである。わだちだらけの田舎道でフェラーリのエンジンが止まってしまうことも考えられる。
最近、これら全てを変えることを推し進めている。今年これまでに、運輸省は、再生資金である80億ドルで、アメリカを横断する高速路線を拡大することを計画したことを公表した。
2010年の連邦予算は5年間で鉄道建設資金に50億ドルの追加を要求した。そして2008年にはカリフォルニアの有権者は、ロサンゼルスとサンフランシスコ、そしてゆくゆくはサクラメントとサンディゴを繋ぐであろう大望ある高速路線ネットワークを始めるための90億ドルの法案に賛成した。
しかしながら、正確にどういう旅客システムについて作られるか疑問が残る。
ヨーロッパや、つい最近では中国全域を通り抜けて広がる高度な高速路線とともに、電車の技術は大いに進んでいたので、数十年間で連邦政府が乗客を運ぶ実行可能な方法として[単なる輸送ではない]最後にレールを追求した。
そして、何が報奨金のガイドラインにおける”高速”を確かに満たすかの解釈には開きがある。
できるだけ多くの議員選挙区は、現在の道のますます増加する改善内容のための融資調達をするということで、連邦当局は富を広げたがっている。ほとんどの場合、これらのプロジェクトはわずかに旅客鉄道の速度を増加する。
技術的なスペクトルのもう一端は、いくつかの試みは、磁気浮上またはガイドウェイ上を浮かんでいる磁気浮揚技術を使用し、ホイールオンレールシステムをバイパスすることを目指している。技術の勢いは、多くの形式で来る。マグレブ式列車は何十年も開発が続けられてきたが、最初の（そして、これまでのところ唯一の）商用システムは、2004年に就航した。米国の山岳地帯において、技術は標準の線路を損なわせるかもしれない急勾配な坂の問題に対する唯一の実行可能な解決法を示している。そしておそらく最も重要な事だが、技術は商用の高速旅客路線の構築·運営における世界有数の専門家からの驚くほどの信任投票を受け取った。
図１ レールの利点
東京と大阪の間に320マイル伸びている高速路線は、高速列車の利点のいくつかを示している。下の図はすべて、東京、大阪の中央ビジネス区間の片道分
＊マグレブを引く
JR東海は、磁気浮上”マグレブ”技術を使用して200マイルの長い線路を建築することを発表した。
マグレブシステムでは、具体的な案内面の上に列車を持ち上げて、推進するために磁場を採用している。それは、車輪とレール間の摩擦がなくなるためであり、このアプローチだけでなく、速度を上げ、メンテナンスコストを下げることにつながる、システム上の摩擦を大いに低減する。コロラド州、ネバダ州、カリフォルニア州の計画者は、米国も同様のシステムを持ってしたいと考えている。
▲浮遊
マグレブ式は、電車のそれぞれの側にあるアーム部分と鉄道のコンクリートガイドウェイの下の部分からなっている。ガイドウェイの下部の電磁石が電車アーム部のサポート磁石をひきつけている。洗練された制御システムは、磁石の引きに反して電車の平衡をとり、車両から一定の距離を保つ。さらに、各側の誘導磁石が、車両を中央にとどまらせている。
▲推進
旧タイプの電車は、原動力を持っている。マグレブ式の場合は、ガイドウェイがほとんどの作業を行う。ガイドウェイの内側の交流電流は、移動磁場を作り出し、車両のアーム部のサポート磁石を引き付ける。交流電流の周波数を変化させることによって、車両は加速したり、必要に応じて減速することができる。現在は、直接その上に車両があるガイドウェイの部分のみ電流が流れるごく一瞬後には、ガイドウェイの交流電流は、磁場の極性を切り替える。引っ張っていたのは押され、押されていたのは引っ張られる。この方法で車両は前進する。
垣内 侃 訳分
「マグレブの選択肢」
JR東海は（CJR）は1964年以来、東京、名古屋、大阪の人口の中心を結ぶ滑らかなホイール・オン・レールの新幹線を開業した。高速列車を運営する圧倒的な経験の世界最大のボディを持っています。まだ弾丸計画を実行しているという現実は、リニアモーターでCJRの関心に拍車をかけています。毎晩3000もの鉄道従業員の集団が行進しながら新幹線の軌道の12マイルごとのセクションに鉄道用地を精細に調べながら、擦り切れた構成要素を取り換えながら、そして軌道の平面線形精密性を保証しながら近づく。夜に引き続き、彼らは次の12マイルの区画まで取り組む。作業は終わることはない。
会社は小さな軌道の欠陥でさえ加速している列車に深刻な振動を引き起こす可能性があるという理由で、この様な全ての高付く努力を注がねばならない。さらに、この様な振動は基幹施設の摩耗と摩耗粉を増大させる。鉄道の悪化、つまり列車の車輪と機関車に電気を供給する高架線の悪化は、列車の速度が上がるにつれて急激に増す。実のところ、高速列車は結局、殺人の機械設備になってしまう。もし、夜間メンテナンスが予想よりも長い時間新幹線のラインに取り組むと、309の列車の一日のスケジュールは混乱に巻き込まれてしまう。
この様な困難を避けることを望み、会社は高井戸新幹線バイパスと呼ばれる高速マグレブラインを作ることを計画しており、2025年に完成を目指す。これは世界初の180マイルのマグレブラインの宣伝にはならないけれども、－金融の中心と上海空港を結ぶ19マイルの短いものが2004年に開通した－これははるかに壮大である。去年の6月、葛西敬之JR東海会長は、ワシントンD.Cで交通当局の集まりで語った。マグレブはシステムのライフサイクル上、低コスト維持の要求のため、長い目で見れば従来の新幹線よりも安価であろう。JR東海はまた、マグレブは旅行時間を短縮することを約束するとも言っている。なぜなら、列車は加減速が車輪のものよりも瞬時に行えるからである。
米国でマグレブの技術の展望のためにより重要な、マグレブの推進力は列車が標準的な高速鉄道よりもはるかに急勾配を登ることができる。それが高速列車が多くの米国西部のギザギザな地形通過できる唯一の方法である。
古典的な技術の問題は牽引力である。機関車のスティールホイールはスリップし始める前にスティールレールにだけに、とても密着性を保つことが出来、そして列車は失速する。雨、氷、さらに濡れた葉などの一般的な、予期しない条件は、列車が登る、安全に降りることが出来るグレードの厳しさに制限を設けている。この制限のため、米国の鉄道はでの勾配は一般に3％以下に設定されている。2％またはそれ以下の勾配に抑えられるのが一般的である。
マグレブラインは、対照的に、スティール・オン・スティールの接触を持たない。なので、ホイール・オン・ホイールの牽引の課題をもたらさない。マグレブラインは、広陵地帯を通過して新しい鉄道用地を配置するときに、計画担当者がより迅速なルートを選択することが出来るようになり、10％の勾配を登ることが出来る。
技術はまた、高速を可能にする地域の交通手段であり、そうでなければ通行不可能なままであろう。ロッキー山脈鉄道局は最近、コロラド州の南北と東西の州間高速道路の約400、マイルに沿って構築する18カ月の試験を完了した。それは列車が浮上する必要があると結論付けた。幹線道路伝いにグレードの一部は7％に達するためである。「あなたはロッキー山脈通過しようとしている。」と鉄道局の議長である、ハリー・デイル氏は言う。彼はまた、物理的でない接着の、磁気力は列車を推進したり遅くしたりするため、コロラド州の「氷と雪の問題」に言及している。
デイルは、トランスラピッド・インターナショナル、ドイツ企業のシーメンス社とティッセンクルップ社の合併会社によって構成された、磁気浮上列車は責務を果たすことが出来ると信じている。トランスラピッドは、毎時267マイルのピーク速度で上海からその空港まで17万人以上の乗客を瞬時に運ぶことのできる上海の空港システムのメーカーである。トランスラピッド社のリニアモーターカーは、従来の磁石を使用している。一方で日本のは、大型ハドロン衝突型加速器の内部にあるものとは異なり、電磁磁石超電導技術を採用して研究されている。超電導のアプローチは、地震に対する予防策として電車との軌道の間には大きな隙間が用意されているが、磁石は高価で扱いにくい液体ヘリウムで冷却される必要がある。
寄稿編集者のスチュアート・Ｆ・ブラウン氏は、1984年以来この様な鉄道、自動車、トラック、ボート、航空機や宇宙船などの交通トピックを取材し続けている。彼の作品は、米国の工学、化学、電気電子協会によって認められている。
【連邦鉄道の図について】
一月に、政府は高速鉄道のために景気刺激金の資金で80億ドルの受取人を発表しました。最大の各スライスは、カリフォルニア州とフロリダ州の真のハイスピードプロジェクトに向かいました。資金の残りの部分は徐々に貨物列車と共用ラインの乗客サービスを向上させるために用いられます。以下の色付き線は、すべてのプロジェクトが2,500万ドル以上を授与されたもの。吹き出しは5大勝利者を強調表示。
柴野 雄介 訳分
【最速のルート】
t09m047c 柴野雄介
ラスベガスと南カリフォルニアを繋ぐ旅客列車の競合案はマグレブ技術がどれだけ重要かをさらに実証する。都市計画家たちはこの十数年のうちにラスベガスとロスが快速列車によって繋がることを夢見ている。”これは、アメリカで最も大きな歓楽街の一つと、人口中心の南カリフォルニアを繋げられることから高速の列車にとって理想的な回廊である”と、ラスベガスにあるエンジニアリング会社の運送における上級管理者トーマス・ボルドーは言う。都市間は270マイル離れているーー列車での旅が車での走行や航空のいずれよりも便利である100～500マイルの距離のちょうど真ん中である。加えて、これらの都市間には砂地やスクラブがほとんどなく、線路を描くための空白のキャンバス状態である。
不運にも、ロス盆地はサン・バーナーディノの東に隣接し、そこにはサンジャシント山脈が連なっている。こういった７%の勾配を持つような天然障害物を突き進む高速線路は、マグレブ技術を用いてのみ実現可能そうなのである。カリフォルニア州ネバダ州間高速列車プロジェクトはラスベガスとロスのちょうど南に位置する大都市アナハイムを繋げることを目指している。
マグレブ技術のほかにとりうる方法としては、ロスの流域面積を完全に避けることである。デザートエクスプレスと呼ばれるこの計画は、従来の線路を利用して高速鉄道線路を建設し、ラスベガスと、ロスの都心から１時間半以上かかる高地砂漠の前哨地であるヴィクターヴィルを繋ぐ（この仮定は渋滞がないとしており、ロスでは異例である）
それは先端技術を必要としない利点があると同時に、乗客を彼らの行きたい場所へ届けることはできない。
デザートエクスプレスは、ロスとサンフランシスコを繋ぐといったカリフォルニア高速鉄道システムへの連結に失敗するだろう。このカリフォルニアのプロジェクトはこの年の景気刺激金を受賞した２組のうちのひとつであり、フロリダ州のコロラドとタンパを84マイルの道で繋げた。2008年の一般投票のよって90億ドルの景気刺激金が得られたとき、400億円掛かると見積もられているカリフォルニアのプロジェクトにおいて、その報奨金は総費用の４分の１を得ることとなる。その建設は2011の初頭に開始される見通しである。
【排他的アクセス】
マグレブと従来の車輪による鉄道技術のどちらがつかわれるにせよ、安全な快速列車の運転のための守るべき要求は高速鉄道専用軌道を持っていることであり、例外は認められない。鉄道公社アムトラックが運行するアセラ線では、貨物列車と鈍行列車が同じ線路を共有したが失敗に終わった。
別の必要性としては、列車や道行く車両の衝突事故が最も起こる地点に傾斜のない踏切を設置できるような線路の地取りをするだ。たびたび、人々は警笛の鳴っている閉まった踏切門を走行しようとする、また、前方からとても小さな音で近づいてくる機関車両に気づいていない歩行者は列車に気づくのが避けるには遅すぎる。地形に応じた多くの高架道路や地下道路、トンネルは高速鉄道専用の道建設以外の自然界などは保つために必要になるかもしれない。
どうしてアメリカはすでに車内技術に関して熟しているにもかかわらず、こんなにも時間が掛かってしまっているのか？一言で答えるなら；貨客列車分野は長い間、国の優先事項ではなかったからだ。国は数十年間、州間の高速道路や空港の建設にあてた；つまり高速鉄道に適した線路に関する出資はほとんどなきに等しかった。アメリカの鉄道はたいていが低速で、重い貨物を運送するためのものとなっていた。
しかし、近年のこういった未熟の交通機関の押し進め、それに加えて国の高速道路や空港は現状としてすでに許容範囲を満たした通行であるため、そこに少なくとも国の重要ないくつかの地域では流行の快速列車がもたらされることとなるかもしれない。
資料
以下の既存および計画中の高速鉄道プロジェクトは、プロジェクトのコストは個々の状況に大きく依存していることを示しています。最も重要な要因は、行（山岳地帯ではより高価である）、領域がどのように人口密度の高い、労働コスト、および技術が使用されて通過しなければならない地形が含まれています。
