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新幹線にはそもそも信号がないって本当?
普段、私たちが生活するうえでも欠かせない信号機。しかし、道路交通用と鉄道用では、全くその意味や役割も異なります。恥ずかしながら、私は小さいころ、道路の黄色の信号を注意して進めだと勘違いしていました。案外、このように考えている人も多いのではないでしょうか？実はこの考え方は鉄道用の信号の黄色信号です。しかし、近年、鉄道路線によっては信号機自体を見かけないということも多くなってきました。新幹線に乗る機会があったら、よく見てみて下さい。
よく見かける青、赤、黄色の信号機は一部の例外を除き、設置されていません。信号なしで運転されているなんてこと、あるのでしょうか?鉄道の安全運行に欠かせない、鉄道信号の世界を紹介します。
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信号は鉄道の安全を守る砦
同じ青・赤・黄色の信号機と言えど、道路用の信号と鉄道用の信号では全く役割が異なります。
まずは、この3色が表す意味を紹介する前に、鉄道は信号機によってどのように安全が守られているのかを紹介します。都市部を中心に数分刻みでやってくる電車は、どのように運行されているのでしょうか。なお、この鉄道の基本的な仕組みは日本のみならず、世界的に共通です。海外で鉄道に乗ることがあれば、信号がどのようになっているか是非観察してみて下さい。
基本は閉塞という考え方
道路信号が交差点や横断歩道での接触を防ぐために、ある方向のみに進行の許可を出すのと異なり、鉄道の信号機の基本は、前の列車(単線区間の場合は、前から来る列車に)衝突させないことを目的としています。車と違い、列車は急に止まれません。そのため、線路を一定区間ごとに区切り、その区間に入ることの出来る列車は1本に限られています。
この区間のことを「閉塞」と呼んでいます。閉塞の区切れ目ごとに信号機が設置されており、「閉塞信号機」と呼ばれています。つまり、前の閉塞に列車が止まっている場合は、その入り口となる閉塞信号機は停止を表示しています。余談ですが、道路信号に従って運行される路面電車にはこの概念がなく、代わりに最高速度が40㎞/h以下に抑えられています。
駅の前後にある信号機
見た目はほとんどかわらず、素人目には同じに見えてしまいますが、駅の直前にあり駅構内の進入を許可、また駅からの発車許可を示す信号機は、それぞれ「場内信号機」「出発信号機」と呼ばれています。閉塞信号機が、列車の在線位置から自動的に切り替わるのと異なり、場内信号機、出発信号機は駅の信号所から操作しています。主に待避線や、車庫など、複数の線路がある駅に設置されている信号機です。これら設備がなく、上下1線ずつだけの棒線駅にも、同様の信号機がある場合がありますが、これは閉塞代用信号で自動で切り替わります。
厳密にいうと、このような駅は駅ではなく、書類上は「停留所」と呼ばれることもあります。場内信号機、出発信号機も現在では自動化が進んでいるものの、これら信号機がある駅には信号所員が配置され、安全を守っています。なお、運転本数の極めて少ない地方の単線区間の場合は、上下列車の行き違いが可能な交換駅と交換駅の間を1閉塞とし、駅の間に閉塞信号機がないこともあります。この方式を「特殊自動閉塞」と呼んでいます。
鉄道信号機の色が示す意味
鉄道信号機も青・赤・黄色の3色から成っていることには変わりありません。しかし、日本の鉄道は高頻度で運転していることから、3段階のみの信号では、列車の細かい速度調整が出来ません。都市部では数百メートル間隔で閉塞が設置されていますので、次の信号機までに速度が落ちない可能性が出てきます。そこで、単に3色で3パターンの意味を示すのではなく、色の組み合わせで、より細かい意味を表しています。
日本でよく目にする信号機は五灯式といって、表示機が5つあるタイプです。この5つの電球の組み合わせで列車の止まれ、進めのみならず、細かい速度を指定しています。信号がこの色の組み合わせで、様々な意味を示していることを「現示」と呼びます。なお、鉄道会社により、信号機の指示速度は若干異なります。また、ATS(Automatic Train Stop)を導入し、万が一の場合でも信号を暴進しないようになっています。信号付近の線路内に白い薄い箱のようなものが設置されていますが、これがATS地上子と呼ばれるものです。
赤(R現示)
これは非常に簡単ですね。赤信号が示すのは「停止」です。この信号機を超えて進むことは、一部の例外を除いて出来ません。
黄色二灯(YY現示)
黄色が2つで、「警戒」を示します。この次の信号機が停止を示している場合などに表示されます。警戒現示では25㎞/h以下での進行が許されます。
黄色一灯(Y現示)
黄色を1灯で「注意」を示します。この次の信号機が停止信号又は警戒信号、または駅の停止位置がある場合などに表示されます。主に45㎞/h以下での進行が許可されます。
黄・緑(YG現示)
黄色と緑の組み合わせで「減速」を示します。主に75㎞以下での進行が許可されます。
黄・緑点滅(YGF現示)
ちょっと珍しい信号現示で、他の路線よりも最高速度が速いことが特徴で、黄・緑の点滅表示で、105㎞/h以下への「抑速」を示します。過密運転かつ最高速度120㎞/hを実現するために京浜急行で設定された信号現示です。その後、在来線最速である160㎞/h運転を行う成田スカイアクセス線にも採用されていますが、この2路線以外では見ることが出来ません。
緑一灯(G現示)
進めを示す青信号、「進行」現示です。各路線が設定する最高速度で進行することが出来ます(カーブなどの速度制限がある場合は、それに従う)。かつての北越急行ほくほく線と、成田スカイアクセス線では、130㎞/h以下での進行を許可します。
緑二灯(GG現示)
日本の在来線の基本的な最高速度は120㎞/h～130km/hですが、一部で160㎞/h運転をする路線があります。現在は成田スカイアクセス線のみで見られる表示で、「高速進行」を意味します。130㎞/h以上での進行を許可します。かつては、北越急行ほくほく線でも見られましたが、北陸新幹線の開業で在来線特急が廃止されたため、今では見ることが出来なくなりました。
信号機の設置されていない路線は?
冒頭で紹介した通り、新幹線には先ほど述べたような信号機を見かけることはありません。これは、200㎞/h以上で走行する新幹線からでは、信号機を目視することが出来ない可能性があるからです。そこで、東海道新幹線開業時から、新幹線は在来線とは全く異なる信号システムで運行されています。ATC(Automatic Train Contorol)という仕組みで、コンピュータ演算で、運転台にある車上信号機を表示させています。
しかも、単純な色の組み合わせでなく、許可速度を具体的に伝えるのが一般的です。従来の信号機(ATS)が点で速度管理をしていたのと異なり、ATCでは常時運行速度を線的に指示するため、より細かい速度管理が可能となります。最新のデジタルATCの開発では閉塞の概念もなくなっており、より運転間隔を詰めることが出来るようになっています。現在では新幹線以外にも、運転本数の多い、山手線、京浜東北線など、また地下鉄、一部の私鉄にも導入されています。ですから、これら路線では線路際の信号機がなくなっている例があります。
信号機が撤去された京王線、東武東上線
京王線では2013年、東武東上線(除く小川町～寄居)では2015年に従来のATS式からATC式への切り替えが完了しました。そのため、線路際にある信号機が不要になり、しばらくの間は信号機が点灯していないのに電車が走るという不思議な光景が見られました。今現在では、全て撤去されているので見ることは出来ません。しかし、新幹線や地下鉄と異なり、運転台を窓越しに観察出来ますので、よく見てみましょう。運転台に、指示速度が表示されているのが見られるでしょう。この他に、東急田園都市線、東横線、大井町線などにも導入されています。
ATS(線路の信号あり)とATC(車上信号)の違い
ATS(線路の信号あり)とATC(車上信号)の違い
ATC区間なのに信号がある路線
しばしば、山手線には信号機がないと紹介されることがありますが、実際には設置されています。品川や大崎、池袋など、比較的規模な大きい駅には設置されています。京浜東北線やその他の路線も同様です。工事用の臨時貨物などを走らせるときに使用しています。
しかし、線路際の信号機とATCによる車上信号を常時併用している区間があります。京浜東北線と直通している根岸線です。これは、この区間にはATCを搭載していない貨物列車が設定されているからで、電車はATC、貨物列車は線路際の信号機に従って走行します。ですから、ときおり、信号機が注意であっても、電車は速度を落とさずに走ることがあります。これは運転士が信号を無視しているからではなく、車上信号に従って運転しているからです。このような光景が見れるのは、根岸線の桜木町～磯子間が唯一でしょう。
まとめ
このように、私たちがふだん接している道路信号とは全く異なるシステムで運転されています。そして想像よりもはるかに複雑な仕組みで運行されていることがわかると思います。毎日通勤で鉄道に乗っている人も、是非、信号機に注目してみて下さい。朝のノロノロ運転も目まぐるしく変わる信号機を見ていると楽しくなりますよ。
