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、計画的に鉄道事業における安全・安定輸送の確保等につながる技術開発を進めています。

技術開発の重点テーマ

「安全・安定輸送の追求」「業務改革を実現する手段の具体化」「次代の鉄道システムの創造」「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。
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、鉄道システムのさらなる革新や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。

将来を見据えた技術開発・技術力向上・人材育成

小牧研究施設外観

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、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。また、近年の情報通信技術(ICT)の急速な進歩及びデジタル変革の進展を踏まえ、ICT戦略の策定やニーズの収集、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。
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。

知的財産の適切な管理・保護

技術開発に取り組むに当たり、知的財産を適切に管理していくことが、事業活動を進める上で重要であると認識しています。この認識のもと、技術開発等で得られた当社の知的財産のうち、法的な権利としての確立が適切と判断したものは、日本国内はもちろん、外国においても、必要により、特許権・実用新案権・意匠権等の知的財産権を取得し、当社の権利の保護に努めています。

主な技術開発
−メンテナンスの高度化・省力化、設備の維持更新におけるコストダウン−

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、業務の高度化・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います。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おり、今後業務改革にも生かしていきます。

(技術開発事例1)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。走行中に軌道の状態を計測し、データをリアルタイムに中央指令等へ送信することで高頻度・高精度に軌道の状態を監視することが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。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、これまで作業員が月1回の頻度で夜間、全線にわたり行っていた定例的な計測作業を省略でき、作業の大幅な省力化を図ることができます。また、ATC信号や軌道回路についても、健全性を高頻度で確認でき、異常の予兆を早期に検知し、信号設備、軌道回路に対して必要な処置や保守を速やかに行うことが可能になります。
なお、これらのシステムは、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、2021年度より、計測機器を搭載したN700Sの営業運転を開始しました。

N700S営業車による地上設備計測

(技術開発事例2)新幹線車両による架線電圧を維持する機能の開発

東海道新幹線では、高密度なダイヤで列車を運行することで、架線電圧が低下し列車の安定的な運行に必要な電圧を維持できなくなることを防ぐため、地上の電力設備を増強することで、架線電圧を維持してきました。この地上設備による架線電圧の維持に代わる技術として、N700S車両に搭載する主変換装置のソフトウェアの改良により、架線の電圧低下を抑制する機能を車両で実現し、架線電圧を維持することができる機能を開発しました。車両で架線電圧を維持する仕組みは、世界初の技術となります。
架線電圧を維持する機能を車両で実現することにより、一部の変電所や電力補償装置を削減することができます。東海道新幹線の全編成に導入が完了した際には、約1割の変電所と約半数の電力補償装置が削減できる見込みです。また、この仕組みの導入により、年間約2千万kWhの電気使用量の低減が見込まれます。
なお、2022年度より、本機能をN700Sの一部の営業車に搭載して機能確認試験を行っており、試験の結果を確認した後に、他のN700Sにも本機能の搭載を拡大する予定です。

新幹線車両による架線電圧を維持する機能の開発について