科学技術と共に歩む

1.　総論
1.1　情報化社会と交通システム…1
　1.1.1　交通システムと情報化―社会・インフラとしての情報化…1
　1.1.2　交通システムがとりいれるべき情報化…2
1.2　電気鉄道の歴史と活動分野…2
　1.2.1　電気鉄道の歴史…2
　1.2.2　電気鉄道の種別と電化方式…4
　1.2.3　電気鉄道輸送の経済性…6
1.3　電気鉄道と環境調和…7
　1.3.1　地球環境と電気鉄道…7
　1.3.2　騒音と電気鉄道…8
　1.3.3　電磁界と電気鉄道…10
　1.3.4　環境との調和…11
1.4　鉄道事業制度と関連法規体系…12
　1.4.1　鉄道事業制度…12
　1.4.2　電気鉄道の技術基準…14

2.　線路
2.1　線路一般…16
　2.1.1　線路の意義…16
　2.1.2　線路構造の規格…16
　2.1.3　軌間…17
2.2　軌道構造…17
　2.2.1　レール…17
　2.2.2　レール溶接…18
　2.2.3　レールの継目…18
　2.2.4　まくらぎ…19
　2.2.5　レール締結装置…20
　2.2.6　道床および省力化軌道…21
2.3　曲線…22
　2.3.1　曲線の種類と最小曲線半径…22
　2.3.2　スラック…23
　2.3.3　カント…23
2.4　分岐器…24
2.5　建築限界と車両限界…25
2.6　列車の走行安全性…26
　2.6.1　曲線通過速度…26
　2.6.2　乗上り脱線…27
2.7　列車防護…28
　2.7.1　障害物検知装置…28
　2.7.2　列車防護装置…29

3.　電気車の性能と制御
3.1　電気車の種類…31
3.2　性能と定格…32
　3.2.1　電気車の特性と性能…32
　3.2.2　定格と温度上昇…37
　3.2.3　補助電源装置の選定…39
3.3　直流電気車の速度制御…40
　3.3.1　直流電気車制御方式の変遷…40
　3.3.2　電機子チョッパ制御…43
　3.3.3　界磁添加励磁制御…44
　3.3.4　インバータ制御…44
3.4　交流電気車の速度制御…54
　3.4.1　交流電気車制御方式の変遷…54
　3.4.2　サイリスタ位相制御…56
　3.4.3　PWMコンバータ制御…60
3.5　ブレーキ制御…67
　3.5.1　ブレーキシステムの要件と機能…67
　3.5.2　ブレーキの種類…69
　3.5.3　機械式ブレーキ…69
　3.5.4　電気ブレーキ…74
　3.5.5　電空協調制御…76
　3.5.6　滑走現象と滑走再粘着制御…77
3.6　運転理論…78
　3.6.1　運転性能…78
　3.6.2　列車走行状態の解析…84
　3.6.3　運転性能曲線…86
　3.6.4　運転曲線図…89
　3.6.5　電力消費…90
　3.6.6　運転時隔…91

4.　電気車の機器と構成
4.1　電気車の主回路機器…94
　4.1.1　直流電気車の主回路機器…94
　4.1.2　交流電気車の主回路機器…97
　4.1.3　交直流電気車の主回路機器…100
4.2　主回路以外の機器と補助電源…101
　4.2.1　主回路以外の機器…101
　4.2.2　補助電源装置…102
4.3　車両の情報と制御…102
　4.3.1　モニタリングシステムの変遷…102
　4.3.2　車両情報制御システムの機能と構成…103
　4.3.3　車両情報制御システムの将来展望…107
4.4　車体と台車…108
　4.4.1　台車構造からみた車両の種類…108
　4.4.2　台車…108
　4.4.3　車体…114
　4.4.4　連結器と緩衝器…115
4.5　車両の保守…116
　4.5.1　関係法令と検査体系…116
　4.5.2　車両保守の目的…117
　4.5.3　車両保守の実際…117
　4.5.4　車両保守コストの低減…119

5.　集電システム
5.1　集電システム一般…120
　5.1.1　集電システムの変遷…120
　5.1.2　電車線の種類…121
　5.1.3　集電装置の種類…124
5.2　カテナリ式電車線…126
　5.2.1　構成要素…126
　5.2.2　敷設要領…134
　5.2.3　カテナリ式電車線の性能…136
5.3　パンタグラフの性能…139
　5.3.1　共振速度…139
　5.3.2　揚力特性…140
5.4　高速化…141
　5.4.1　カテナリ式電車線…141
　5.4.2　剛体式電車線…141
5.5　集電系騒音…142
　5.5.1　集電系騒音の構成と性質…142
　5.5.2　パンタグラフカバーの役割…143
5.6　電車線路の保全…143
　5.6.1　保全方式…143
　5.6.2　トロリ線の摩耗…145

6.　電力供給方式
6.1　電気方式…147
　6.1.1　電気方式の種類…147
　6.1.2　日本の電気方式…148
6.2　直流き電回路…149
　6.2.1　き電回路構成…149
　6.2.2　線路定数と電圧降下…149
　6.2.3　回生車両に適した直流き電システムの構成…152
6.3　直流き電用変電所…153
　6.3.1　変電所の構成…153
　6.3.2　直流変成設備…154
　6.3.3　直流高速度遮断器…158
　6.3.4　直流き電回路の保護…160
6.4　交流き電回路…164
　6.4.1　各種き電方式と構成…164
　6.4.2　線路定数…168
　6.4.3　電圧降下と対策…172
6.5　交流き電用変電所…175
　6.5.1　変電所の構成…175
　6.5.2　き電用変圧器…175
　6.5.3　異相区分方式…177
　6.5.4　き電回路の保護協調…178
6.6　帰回路と誘導障害…185
　6.6.1　レール電位と抑制…185
　6.6.2　電食と電気防食…187
　6.6.3　通信線への誘導障害…190
6.7　絶縁協調…192
　6.7.1　電気鉄道における絶縁協調…192
　6.7.2　直流き電回路…192
　6.7.3　交流き電回路…194
　6.7.4　弱電回路との協調…196
6.8　電源との協調…197
　6.8.1　高調波…197
　6.8.2　電圧変動と無効電力補償装置による対策…201
6.9　電力系統制御システム…205
　6.9.1　電力指令…205
　6.9.2　連絡遮断装置…207
　6.9.3　伝送方式…207

7.　信号設備
7.1　信号設備一般…209
　7.1.1　信号の歴史と信号設備…209
　7.1.2　信号システムの構成とフェイルセイフ…213
　7.1.3　信号設備のこれからの展望…214
7.2　自動信号設備…215
　7.2.1　軌道回路…215
　7.2.2　閉そく装置…223
　7.2.3　転てつ装置…226
　7.2.4　信号機…228
　7.2.5　連動装置と鎖錠…230
7.3　自動列車保安装置…233
　7.3.1　車内警報装置と自動列車停止装置…233
　7.3.2　自動列車制御装置と自動列車運転装置…239
7.4　運行管理システム…243
　7.4.1　列車集中制御装置（CTC)…244
　7.4.2　自動進路制御装置（PRC)…244
　7.4.3　総合運行管理システム…245
7.5　列車計画…247
　7.5.1　列車計画の要素…247
　7.5.2　列車ダイヤ…249
　7.5.3　コンピュータによるダイヤ作成…251
7.6　踏切保安装置…252
　7.6.1　踏切保安装置の種類…252
　7.6.2　踏切保安装置の機能…253
　7.6.3　踏切保安装置の制御…255
7.7　信号用電源…256

8.　通信と営業サービス
8.1　鉄道と通信網…258
　8.1.1　鉄道通信の沿革…258
　8.1.2　鉄道における情報…259
　8.1.3　鉄道における電話網…259
8.2　鉄道における移動無線通信…261
　8.2.1　新幹線の列車無線…261
　8.2.2　普通鉄道の列車無線…262
　8.2.3　防護無線…264
8.3　旅客案内設備…265
　8.3.1　電気掲示器…265
　8.3.2　電気時計…265
　8.3.3　自動放送装置…266
　8.3.4　ITV…267
　8.3.5　列車内における旅客案内…267
8.4　旅客営業システム…268
　8.4.1　旅客販売システム…269
　8.4.2　自動出改札システム…272
8.5　貨物関係情報システム…275
　8.5.1　貨物関係情報システムの沿革…275
　8.5.2　貨物情報ネットワークシステム…275

9.　都市交通システム
9.1　都市交通システムの体系…277
　9.1.1　各種都市交通システム…277
　9.1.2　都市交通システムの評価…279
9.2　路面電車・LRTシステム…279
9.3　案内軌条式新交通システム…281
　9.3.1　支持・案内方式…281
　9.3.2　電気方式…281
9.4　車輪支持リニアモータカー…283
　9.4.1　車上一次方式…284
　9.4.2　地上一次方式…285
9.5　単軌鉄道（モノレール)…286
　9.5.1　構造…287
　9.5.2　駆動方式…287
9.6　登山鉄道…287
　9.6.1　鋼索鉄道（ケーブルカー)…287
　9.6.2　普通索道（ロープウエイ)…288
9.7　磁石ベルト駆動システム…289
9.8　無軌条電車（トロリバス)…289
9.9　電気自動車…290
　9.9.1　純電気方式電気自動車…290
　9.9.2　ハイブリッド方式電気自動車…291
9.10　エレベータ・エスカレータ…292
　9.10.1　ロープ式エレベータ…292
　9.10.2　油圧式エレベータ…293
　9.10.3　エスカレータ…294

10.　磁気浮上式鉄道
10.1　超電導磁気浮上式鉄道…295
　10.1.1　開発の経緯と現状…295
　10.1.2　超電導磁気浮上式鉄道の特徴…296
　10.1.3　超電導磁気浮上式鉄道の駆動・浮上・案内方式…296
　10.1.4　超電導磁気浮上式鉄道のシステム構成…299
　10.1.5　山梨実験線…301
10.2　常電導磁石電磁吸引浮上…305
　10.2.1　HSST…305
　10.2.2　トランスラピッド…306

11.　海外の高速電気鉄道
11.1　電気方式…308
　11.1.1　日本と比べての評価…308
　11.1.2　多電気式車両の評価…309
11.2　電気車…309
　11.2.1　高速電気車…309
　11.2.2　動力分散・集中…310
　11.2.3　信頼性と軽量化…311
　11.2.4　快適性…312
11.3　電力供給方式…312
　11.3.1　き電方式…312
　11.3.2　集電システム…313
11.4　信号システム…315
　11.4.1　信号方式の歴史…315
　11.4.2　考え方の違い…315
　11.4.3　バックアップと乗務員の役割…316
　11.4.4　日本と比べた特徴…316

　付録…318
　引用・参考文献…322
　索引…323