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【鐵份補給】新幹線速度之謎
發佈於 3 月 4, 2019
日本的新幹線歷史悠久，最早的東海道新幹線在1964年通車，是世界上第一條高速鐵路，至今日本已有7條標準新幹線，哩程數高達2764.5公里。由於新幹線的成功，讓鐵道這個古老的交通工具，再度成為人類最重要的運具之一。
台灣高鐵就是以新幹線為原型，而且許多國人來日都會以新幹線作為往來各地的交通，有更多人對各式各樣的新幹線車輛感到興趣，不過大部分人對於新幹線的印象，大概就是速度很快，但到底是怎麼樣的快法，大概也沒什麼認知。
筆者曾在2005年，因朋友來日旅遊，所以在品川準備搭乘新幹線，前往京都與友會合，結果在月台上等待列車時，遇到台灣觀光團，剛好一列當時並沒有停靠品川的希望號列車（NOZOMI），準備通過品川，此時就聽到導遊說，列車準備進站了，時速超過200公里，請大家拭目以待。
那個年代台灣還沒有高鐵，所以一聽到時速超過兩百，自然讓目光望向即將通過的列車，只不過列車以時速70公里緩慢通過，想必現場的臺客們大概很傻眼吧。許多台媒在報導日本新幹線時，都會稱營運最高時速是320公里，但事實上，日本的新幹線因為受限路線設計、地形、噪音以及政治因素，而有各種不同的時速限制。
而且因為科技的進步，讓日本的新幹線時速，逐年的向上調整，整個發展史，就從東海道新幹線講起。1964年東海道新幹線通車之後，由於開通當年的最高時速為210公里，比起在來線特急快上一倍，讓東京到新大阪五百多公里的距離，在三至四小時即可抵達，所以震撼世界，成為日本復興的象徵。
當時所使用的零系新幹線，採用飛機頭的流線造型，獲得許多小孩的喜歡，不過歷經二十多年，零系新幹線也逐漸老舊，雖然陸續製造新車，但仍不敷使用，加上1975年新大阪至博多的山陽新幹線全線通車，因此國鐵便開發製造的新一代的列車100系。
100系列車的最高設計速度可達275公里，不過由於噪音的關係，加上東海道新幹線原始設計的最高速度是250公里，也因此最後只將原本的營運速度，由210公里提升至220公里。不過到了1992年，輕量化的300系服役，東京至博多的東海道．山陽新幹線的最高速度，則提升到270公里，不但一次提升50公里，也超過了原始設計250公里的速度上限。
由於東海道新幹線是在1950年代設計建造，所以彎道曲率半徑僅有2500公尺，而零系與100系都是傳統鋼質車身，雖然車身堅固耐用，但也因此無法以更高速度過彎。然而因鐵道技術進步，所以300系改以輕量化車身，讓列車得以更高速過彎，達成東京至新大阪只需2個半小時。
1997年JR西日本的500系新幹線服役，這列最高營運速度可達300公里的車輛，外觀宛如子彈般的造型，吸引許多人的目光。不過由於東海道新幹線路線標準的關係，因此500系僅能以最高270公里行駛，至於山陽新幹線則可達到300公里的最高營運速度。
最早能行駛300公里時速的500系，只有在姬路以西才能達成，目前的N700A也是如此。（攝影：陳威臣）
至於1999年服役的700系，則因考量能源耗損與環境節能，因此最高營運速度則為285公里。直到2007年，由JR東海、JR西日本與JR九州聯合開發的N700系服役，因相關技術均大幅提升，所以山陽新幹線的最高營運速度可達300公里。
之後N700系全面升級為N700A，且由於N700/N700A本身具備傾斜式設備，可讓車身傾斜1度，在東海道新幹線的過彎能力增強，2015年3月JR東海宣布，上述車種的最高營運速度提升至285公里，行駛時間也縮短至2小時22分。
JR東海的N700A，雖然可行駛至300公里，不過在東海道新幹線，僅有270至285公里之間。（攝影：陳威臣）
當然，即便東海道新幹線或是山陽新幹線，目前能以285公里與300公里的最高時速行駛，當然全線不可能都維持這樣的速度，因此東京至品川限制速度最高110公里，品川至新橫濱則為200公里，過了新橫濱之後，才有可能以285公里行駛。
而且只有新橫濱至小田原、三島至掛川、濱松至岐阜羽島以及米原至新大阪等路段，因路線較直且較少隧道，因此得以達成285公里的高速運行，其餘路段只能以270公里行駛。不過由於具備傾斜能力，所以原本過彎限制255公里的路段，則可改以270公里過彎。
至於山陽新幹線，也有少數路段有速度限制，不過基本上姬路以東是以270公里行駛，而姬路以西則是300公里。會有速度限制的，同樣還有JR東日本與JR北海道的新幹線，而且比起東海道．山陽新幹線，更加複雜。
東北新幹線與上越新幹線是在1982年完工通車，不過當年這兩條新幹線，只通車到大宮，而大宮到上野則是在1985年通車，至於通車到東京，則已經到1991年了。當年在興建大宮至東京路段時，遭遇到相當棘手的問題，由於上野站附近路線相當擁擠，且行經人口密集的都會區，因此最後只能將新幹線上野站，以地下化方式解決。
不過大宮至上野路段，則是遭遇沿線居民的抗議，還導致無法在1982年一同完工，最後國鐵與抗議居民團體達成協議，東京至大宮路段列車限制在時速110公里，以減少噪音，另外沿著新幹線路段，興建一條新的通勤路線，以嘉惠沿線的民眾，這條路線就是後來的埼京線了。
1982年東北新幹線與上越新幹線通車後，使用的是以零系為基礎所開發的200系，當時這兩條路線的最高營業速度，與東海道新幹線一樣，都是210公里，不過到了1985年東北新幹線大宮至盛岡段，則升速至240公里，至於上越新幹線則在1988年跟進。
有趣的是，1990年開始，上越新幹線大清水隧道區間下行的下坡路段，曾有一段時期列車可行駛至275公里，比起東海道新幹線的270公里時速更快，並成為當時日本速度最快的新幹線。目前上越新幹線全線維持240公里的時速，不過JR東日本正以新型的E7系，在上越新幹線進行升速試驗，未來有可能提升至260公里甚至275公里的運轉速度。
回到東北新幹線，2002年因盛岡至八戶段完工通車，因此東北新幹線開始使用新型車輛E2系，並且提升運轉速度為275公里，還將列車名稱命名為「疾風（はやて）」。2011年新型的E5系服役，同年運轉速度提升為300公里，2013年更升速至320公里，成為目前日本營運速度最高的新幹線。
上越新幹線目前僅設定240公里時速，但未來JR東日本希望能提速至260公里甚至275公里。（攝影：陳威臣）
不過之前提過，東北新幹線時速雖然可達320公里，但路線本身也有許多限制，東京至大宮為110公里時速，大宮至宇都宮則考量沿線人口較多，所以仍維持275公里時速，至於宇都宮至盛岡則是320公里，盛岡以北至新青森則是260公里。
不僅如此，最近這幾年完工通車的九州新幹線（博多至鹿兒島中央）、北陸新幹線（高崎至金澤）與北海道新幹線（新青森至新函館北斗）等，最高營業時速也都是260公里。明明這些路線都是新蓋的，怎麼會速度還比五十幾年前通車的東海道新幹線還慢？
這個原因，是因為上述的四條路線（路段），本身為「整備新幹線」的緣故。早在1970年，日本政府便制定「整備新幹線法」，給予日本新幹線建設的法源與基準，當中規定新幹線的營運時速是260公里，以當時的科技水準，260公里是綽綽有餘。
東北新幹線盛岡以北以及北陸新幹線、九州新幹線等，由於是「整備新幹線」，因此最高時速僅能達到260公里。（攝影：陳威臣）
而且新的路線建設，大部分都是由政府編列預算執行，1987年日本國鐵民營化，JR成立之後接手原有的新幹線，但新線建設完工之後，名義上卻是由「鐵道建設．運輸施設整備支援機構」所持有，再租給JR經營，可以說法律上並非JR的財產。
這些整備新幹線為了要符合法令規定，所以營運時速就是260公里，即便是JR在經營，但也只能以260公里行駛，這就是目前的現狀，也讓東京到新函館北斗，最快也得花上4小時2分鐘才能抵達。當然北海道新幹線因為要通過長達54公里的青函隧道，所以速度限制在140公里，這多少影響了營運時間，不過無法縮短時間，就無法吸引旅客搭乘，這是相當現實的問題。
有鑒於此，為了增加新幹線的競爭力，修改不合時宜的法規是必要的，而JR東日本也開始進行提速方案，像是東京至大宮間，加裝噪音防制設備與隔音牆等，讓運轉時速由110公里提升至130公里，大約可縮短1分鐘，另外就是讓盛岡至新青森能夠提升至320公里，這將可大幅縮短抵達北海道的時間。
由於沿線居民的抗議，所以目前東京至大宮間，新幹線列車僅能達到110公里時速，2020年隔音設備完工後，可提速至130公里。（攝影：陳威臣）
此外，JR北海道也著手改善青函隧道的通過速度，目前經過試驗將從今年提升至160公里，而未來也期盼可以210公里的時速，通過青函隧道。至於兩條迷你新幹線山形新幹線與秋田新幹線，其實他們是以原有的在來線奧羽本線和田澤湖線，進行標準軌化，讓新幹線的車輛得以駛入，因此稱之為新在直通，所以最高時速只有130公里。
迷你新幹線是政治妥協下的產物，雖然路線重新整備過，軌距也與新幹線相同，但沿線仍有平交道，嚴格說來稱不上是新幹線。（攝影：陳威臣）
迷你新幹線是政治評估下的產物，但至少可縮短換車的時間，不過日本的新幹線發展，要兼顧速度、噪音、環境影響等，至今得以成為現有的規模，其實還蠻有趣的，以後來日本旅行，可以親身體驗一下，各種不同車速的感受喔！
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