動力集中方式

動力集中方式の概要

動力集中方式（どうりょくしゅうちゅうほうしき）は、主に一両または二両の動力車によって、列車を牽引したり推進したりする方式です。これは、車両内部に客室や荷物室が全くないか、あるいはそれに近い構造を持つ機関車を使用します。この方式は日本においては貨物列車を除き数は大幅に減少していますが、世界の多くの鉄道において貨物列車を中心に広く利用されています。旅客列車においても、この方式は多くの事例があるのです。

特に日本のブルートレインやフランスのTGVなどは、動力集中方式を採用した旅客列車の代表例です。また、フランスのTGVやドイツのICE 1、イギリスのHSTに見られるように、両端に動力車を配置しその間に付随客車を挟む構造は、準動力集中方式と呼ばれています。これら因果関係が異なる列車形態は、動力分散方式と対比されることが多いです。

長所と短所

長所

動力集中方式の大きな利点は、動力装置を有しないため、個別の車両の増備コストが低く抑えられる点です。また、編成が長い場合はコスト面で特に有利です。過去の日本における研究結果によると、電化区間や非電化区間の条件により、一定の車両数を超えるとコストが抑えられることが明らかになっています。現代では15両程度の編成では高コストになるケースが多くなっています。

さらに、動力が機関車に集中しているため、点検やメンテナンスの手間が少ないのも利点です。これにより、長期間使用しない車両でも維持管理が容易であり、輸送需要の変動に効率よく対応できます。また、客室内の振動や騒音も少なく、乗客には快適な移動が提供されます。

柔軟な増結・減車も比較的容易で、さまざまな形況に応じた車両の導入がしやすい点も魅力です。また、異なる電化方式の区間や非電化区間においても機関車の交換により、国際的な運行に適するという利点もあります。

正面衝突時に乗客への被害軽減が期待できるのも重要なポイントです。

短所

しかし、一方で動力集中方式にはいくつかの欠点も存在します。最も顕著な点は、列車全体の重量や軸重が動力分散方式よりも増加しやすいことです。機関車が重くなる結果、客車が軽量になり、特に軟弱な地盤での高速走行時に振動や線路の狂いが生じる可能性があります。また、橋梁の設計においても、許容荷重について考慮が必要になります。

起動加速度が動力分散方式よりも低く、特に上り勾配で性能が制約されることも大きなデメリットです。動力集中方式では、起動時に必要な全体的な牽引力が最大の制約要因となります。さらに、動力源に由来するブレーキ作用を十分に活用できないため、エネルギー効率の面でも問題があるとされています。特に日本では曲線や勾配が多いため、ブレーキ操作は多い傾向にあり、運行上の不利要因となっています。

日本式のワンマン運転が難しい点も指摘されており、車両の折り返し運転には機関車の交換や機回しが不可欠です。これらは運行の合理化において煩雑すぎる要因となっているため、他国では代替手段が取られることもあります。

プッシュプル方式

プッシュプル方式とは、編成の一端に動力車と制御客車を配置したり、両端に動力車を連結したりする方法です。運転席を両端に配置することで折り返し運転の際の問題を解消します。特に欧州の高速列車で一般的に採用され、動力車だけでなく、客車も設けられるケースがあります。これにより、運転の柔軟性が増し、効率的な運行が可能になるのです。

以上のように動力集中方式には、多くの長所と短所が存在し、その適用は環境に応じた合理的な考慮が求められます。

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