Eテレ【サイエンスZERO】運行システムに変革を！“鉄道技術”最前線II｜CBTCで遅延半減×自律運転×新交通システム×給電進化｜2025年12月Eテレ

遅れない電車はどう作られる？鉄道を支える見えない頭脳

このページでは『サイエンスZERO　運行システムに変革を！“鉄道技術”最前線II（2025年12月14日放送）』の内容を分かりやすくまとめています。
毎日当たり前のように走っている電車ですが、その正確さは世界でもトップレベルです。その裏側にあるのが、列車の動きを頭脳のようにまとめ上げる『運行システム』です。遅延を減らすための無線技術、自動運転から自律運転への進化、日本が世界で強みを持つ新交通システム、さらに給電の新しい形まで。番組で紹介される最新技術を通して、鉄道の未来がどう変わっていくのかを見ていきます。

鉄道の遅延を生む本当の原因と運行システムの役割

電車が遅れると、多くの人は混雑や事故を思い浮かべます。しかし実際には、もっと根本的なところに原因があります。それが、列車同士の間隔や速度をどう管理するかという運行全体の仕組みです。
鉄道では、安全を守るために列車同士の距離を常に保つ必要があります。これを管理しているのが信号と運行システムです。従来の方式では、線路をいくつかの区間に分け、その区間に列車が入っているかどうかで信号を制御していました。この方法は安全ですが、列車の位置を細かく把握できないため、どうしても余裕を持った運行になります。
その結果、少しの遅れが後ろの列車に次々と伝わり、大きな遅延につながることがありました。こうした問題を解決するため、列車の位置や速度をより正確に把握し、全体を柔軟に動かす運行システムの進化が求められてきました。

無線で列車を見守る「CBTC」がもたらした変化

そこで登場したのが『CBTC』です。これは無線通信を使い、列車と地上設備が常に情報をやり取りする仕組みです。
CBTCでは、列車が今どこにいて、どのくらいの速さで走っているのかをリアルタイムで把握できます。そのため、安全を確保しながら列車同士の間隔を詰めることが可能になります。
東京の地下鉄では、このCBTCの導入によって、ダイヤの乱れが起きにくくなり、『遅延証明書』の発行が半分ほどに減ったとされています。利用者が直接目にすることはありませんが、毎日の「ほぼ時間通り」は、こうした無線制御の積み重ねで支えられています。

自動運転のその先にある「自律運転」という考え方

鉄道の自動運転はすでに実用化が進んでいます。ボタン操作や人の判断を減らし、機械が速度や停車を制御する仕組みです。
ただ、次の段階として注目されているのが『自律運転』です。自動運転が決められたルール通りに動くのに対し、自律運転は状況に応じて判断します。
たとえば、前方でトラブルが起きた場合、列車自身が情報を分析し、減速や停止、再開の判断を行います。人がすべてを見て指示しなくても、システムが考えて動くという発想です。人手不足への対応や、より安全な運行を実現するため、世界中で研究と開発が進んでいます。

障害物に気づいて止まる自律型列車運行制御

日本では鉄道総合技術研究所が中心となり、自律運転を支える『自律型列車運行制御システム』の研究を進めています。
このシステムでは、カメラやセンサーを使って線路上の障害物を検知します。もし人や物が線路内に入り込んだ場合でも、列車が自ら判断して止まることができます。
これまでの鉄道は、地上側の信号や人の確認に大きく頼ってきました。しかし、自律型の考え方では、車両そのものが判断の主体になります。特に地方路線や無人運転区間では、この技術が安全と効率の両立に欠かせない存在になります。

世界で評価される日本の「新交通システム」

番組では、日本が世界で高い評価を受けている『新交通システム』も紹介されます。これは案内軌条式と呼ばれる方式で、ゴムタイヤを使い、専用の軌道を自動運転で走ります。
ゆりかもめやニューシャトルはその代表例です。完全自動運転で運行され、都市部の短い距離を効率よく結びます。
日本企業はこの分野で世界シェア約3割を持つとされており、海外の空港や都市でも導入が進んでいます。高い信頼性と運行システムの完成度が、日本の大きな強みになっています。

架線に頼らない給電が描く鉄道の未来

鉄道の進化は運行システムだけではありません。給電の仕組みも大きく変わりつつあります。
これまで電車は架線や第三軌条から電気を受け取るのが当たり前でした。しかし最近では、架線を使わない『架線レス』の考え方が注目されています。駅での急速充電や、走行中に生まれる電気を再利用する回生エネルギーを組み合わせることで、効率よく走る仕組みです。
新しいAGTでは、給電設備を簡素化することで、景観への影響を抑え、建設や維持のコストを下げる工夫も進められています。給電の進化は、運行システムと一体となって、より自由な鉄道の形を可能にします。

まとめ

電車が時間通りに走る裏側では、『運行システム』が静かに進化を続けています。無線制御のCBTC、自動運転から自律運転への流れ、日本発の新交通システム、そして給電の新しい形。
これらの技術は別々に存在しているのではなく、互いに組み合わさることで鉄道全体を支えています。