列車自動運転 普通に? JR九州が開発 既存線に低コスト導入可の自動運転システムとは

列車自動運転 普通に? JR九州が開発 既存線に低コスト導入可の自動運転システムとは

自動列車運転装置によるJR九州 香椎線の試運転列車(2019年12月、恵 知仁撮影)。

労働人口が減り、運転士確保が懸念されるなか、JR九州が「自動列車運転装置」を開発中。既存設備の活用により大きなインフラ投資が不要なことが特徴で、他社にも広がるかもしれません。ただ現状では、制度などに課題もあります。

JR九州の自動運転「既存路線に導入しやすい」が特徴

 列車の自動運転が2020年以降、より身近になっていくかもしれません。

 JR九州が2019年12月27日(金)から28日(土)にかけ、香椎線の香椎〜西戸崎間(福岡市内)で、「自動列車運転装置による走行試験」を報道陣へ公開しました。

 将来の労働者不足などを見込んで近年、首都圏の山手線や常磐線など、運転士が手動で走らせていた路線の自動運転化を進める動きがありますが、JR九州が開発している自動列車運転装置は、「大きなインフラ投資が不要(低コスト)」なのが特徴です。

 山手線や常磐線は、信号システム(保安装置)に「自動列車制御装置(ATC:Automatic Train Control)」を採用。これに「自動列車運転装置(ATO:Automatic Train Operation)」を導入し、あわせて使うことで、自動運転化を図ろうとしています。

 しかしATCは、新幹線でも使われるように高性能で、高い安全性を持ちますが、コストも高く、JR九州の在来線では採用されていません。

 JR九州の在来線で採用されている信号システムは、「ATS(Automatic Train Stop)」です。ざっくり言ってしまえば、「Control」と「Stop」の違いが表すような、文字通りの機能差があります。

 ATSはJR九州ほか、多数のJR在来線で導入されている装置です(平成28年度鉄道統計年報によるとJR在来線の98.2%で導入)。

 こうしたATS使用路線にATCとATOを新たに導入して自動運転化を図ることは、地上設備や車両の改修などに、非常に多くのコストを要します。

 そこで既存のATSに、ATC並みの高い安全性を持たせられる自動列車運転装置(高機能型ATO)を組み合わせることで、自動運転を低コストで実現しようというのが、JR九州が開発しているシステムです(ATCほどの緻密な列車制御はできませんが)。

 JR九州の担当者によると、このたび香椎線で行われている試験の費用は開発費込み2億円(車両1編成6000万円、地上1.4億円)で、もしATSをATCに換装して自動運転をするとなると、そのコストは桁が違ってくるといいます。

JR九州の自動運転は「運転士」ではなく「係員」もポイント

 JR九州はこの自動運転の目的について、列車運転士の国家資格を持つ人材が減っているなか、足りなくなる前に動き、列車の運行要員を確保することを挙げます。

 現在、日本で行われている列車の自動運転で、先頭に乗務員がいる場合、その乗務員は「運転士」の国家資格を持つ人材です。

 対しJR九州がこのたび目指している自動運転では、運転士の代わりに係員が列車先頭に乗務。緊急時における停止操作、ほかの列車の停止手配(列車防護)、旅客の避難誘導などを行います(試験が行われている香椎線には踏切も存在)。「無人運転」を目指しているものではありません。

 この「係員」は「運転士」ではないため国家資格は不要。運行に必要な人材を確保しやすくなるというわけです。

 JR九州の担当者によると、「係員」は正社員で、必要な経験や知識を持った、いわば「車掌以上運転士未満」の人材を想定しているとのこと。そのため運転士養成コストは抑えられても、人件費の削減にはならないそうです。

 またJR九州の古宮洋二鉄道事業本部長は、「一定の教育をした社員が乗ります。これにより経営の効率化が図られ、路線の維持につながります」と話します。

 ただこの「係員」方式の実現には、「運転士の乗務しない自動運転はATCをベースとすること」といった省令など、制度的な課題も存在。現在、国土交通省などによって検討が行われており、JR九州の古宮鉄道事業本部長は、この自動運転が国に認められるよう、安全性を確かめていきたいといいます。

自動運転列車に、香椎線で実際に乗ったところ…

 今回、JR九州の香椎線で自動列車運転装置を使った列車(BEC819系「DENCHA」)へ実際に乗ってみたところ、手動運転と乗り心地に関し特段の違いは感じられませんでした。停止時も、ブレーキが次第に緩められて止まる形で。時折、ややガックンと停止することもありましたが、手動運転でも普通にあるレベルです。

 また車内には、車両の動揺により板が倒れることで運転士の技量をチェックする「衝動板」が設置されていましたが、その結果も問題ありませんでした。

 ただ停止位置については、40cmから80cmのずれが多く、なかなかピッタリとはいきません。とはいえこれも、問題ありません。JR九州の在来線にホームドア導入駅はなく、そこまでピッタリ止める必要もないからです。その分、自動運転システム的にも低コストなのだそう(TASCの地上子は2個だけ)。実際の運転士の試験でも、プラスマイナス2mまでは許容範囲です。

 自動運転走行中、「係員」は前方などの安全を確認しつつ、非常停止ボタンをいつでも押せる態勢を保ちます。ただ1分間操作がないと警報を発し、それへの対応もないと列車を緊急停止させる、運転士の気絶などを想定したEB装置が搭載されているため、「係員」は少なくとも1分ごとに、その操作も行います。じっとしているだけではありません。

 なお今回の走行試験は、先述した制度上の課題などから、「係員」ではなく「運転士」の乗務で行われています。

 JR九州は今後、この自動運転システムについて、2020年中に香椎線の営業列車で「運転士」乗務のうえで「走行試験」ではなく「実証運転」を開始し、その実現を目指す方針です。

 またJR九州の青柳俊彦社長は、この自動運転システムについて、ほかの鉄道会社でも実現できるモデルケースになるという考えを示しています。

「ATSデジタル九州」の路線で自動運転

 JR九州が開発しているこの自動列車運転システムは、数あるATSのうち機能が高い「ATS-DK」との組み合わせが前提です。JR九州の主要な路線で使われているATSで、そのため導入は、列車本数が比較的多い路線で広がるのかもしれません。

 このATS-DKをベースにしたJR九州の自動運転システム、特徴は以下の通りです。

・車上にデータベースを搭載し、列車の絶対位置検知を行う。
・信号現示および線路条件に応じ、連続した速度照査パターンを常時発生。
・ATS速度照査パターンにそって、最高速度、制限速度を下回る速度での運転速度パターンを生成し、加速、減速、定位置停止を制御。
・フェイルセーフで信頼性のあるハードウェアによる制御。
・ATS速度照査パターンの下に、自動列車運転装置による速度照査パターンを発生(万が一の場合に、ATS速度照査パターンより先にいち早く非常ブレーキ操作が可能)。
・自動運転用の地上子増設および速度照査パターンにより信号冒進防止を機能強化。

 自動運転しない列車(その装置を持たない車両)も手動運転で、その導入路線を走れるのもポイント。ちなみに、「DK」は「デジタル九州」の意味だそうです。

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