地下鉄

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地下鉄道（ちかてつどう）、略して地下鉄（ちかてつ）とは路線の大部分が地下空間に存在する鉄道である。広義で解釈すれば鉄道のトンネル区間や地下駅が存在する区間も地下鉄と呼称し得るが、多くの場合は大都市を中心とした地域に多く見られる路線全体を指す。また一部が地上や高架部分を走っても大半が地下を走っていれば地下鉄となる。

概要

[編集] 定時性・安全性

地下を通る路線は地下を走行するため景色が存在せず観光用途には向かないが、高架橋の上を通る路線と同様に踏切や交通信号などの存在を介した道路など他の輸送システムとの相互干渉がないため、市街地が密集している大都市の中心部などの本来定時運行が難しい場所でも定時運行が可能であり、踏切事故などの交通事故の危険性も地上の鉄道路線に比べて低い。また地上を走る路線と異なり強風あるいは雨・雪・霧などによる影響も受けることがなく、この点も定時性確保に寄与している。運転時の視認性が悪いため、信号などの保安装置もより安全なものが採用されていることが多く、衝突事故の危険性も低い。

しかし、低所を走るため排水設備に不備があると水害の危険があり、近年はテロリズムの脅威が認識されている。また、欧米では防火設備の不十分な古い地下鉄も多く、木製の車両やエレベーターが存在しているところもある。

[編集] 路線の構造

工法にもよるが、地下路線の建設が終了すると地下鉄建設に関係する資材や地下鉄の構造物による地上の土地の占有はほとんど無くなる。地上の構造物に影響を与えることなく地下に路線を建設できる工法もあり、その場合は工事中に道路の車線が減少するなどの地上の交通や都市の景観への影響が少ない。また市街地の地下に路線を通す場合、国によって事情は異なるが多くの場合、法律や地上の土地所有権などが絡む問題を回避する都合から道路（公道）の地下に通すことが多い。道路の地下に路線を建設すると、路線の形状やルートが都市の構造に依存するため、長い直線的な道路が地上に存在しない場所では路線が複雑に曲がりくねったりするほか、細い街路の地下にしか通せない場合、小型の車両を採用した路線になることも珍しくない。そのため、一部の路線で地形の都合や建設費削減のために地上区間や高架区間を併用することもある。

[編集] 他の交通機関との連携
地下鉄駅構内（ストックホルム）
地下鉄駅構内（ストックホルム）

地下鉄と一般鉄道はハード面では互いに独立したシステムとなっている例が大半だが、ドイツ等では路面電車やバスを含めた大規模な共通運賃制度が実施され、ソフト面で連係が進められている例が多い。一部の路線では交通機関同士でダイヤグラムを調整したり、乗り場を同一平面に置くなど、円滑な乗換えが出来るように考慮されている。一方で相次ぐ路線の増設により、駅が離れていたり、経路の案内がわかりづらかったりと（同じ事業者の路線でも）乗継が不便になっている例もまま見受けられる。

郊外電車網が発達した日本とその技術協力で地下鉄を開業させた韓国では、地下鉄の軌道や電気方式などシステムを接続する一般鉄道のものと共通にして、相互に車両が乗り入れて直通運転し一体の路線を形成する例がある。

なお、郊外電車の運営事業者が都心部で独自の地下線を有するケースがある。この場合、地下鉄と同じ役割を果たしていても地下鉄と認識されない場合が多い。

空港連絡鉄道としても重宝されており、世界の主要な都市の空港では地下鉄が乗り入れを行っているケースが多い。

[編集] 費用

地下鉄は建設にも維持管理にも莫大な費用を費やす交通機関であることから、大量の輸送需要が見込める都市でないと建設・維持することが難しい。そのため、地下鉄のある都市の多くは100万人以上の人口を抱える都市圏である。さらに建設費の償還や維持費の確保のため、他の公共交通機関と比較すると運賃が割高な傾向がある。建設しても需要が予想をはるかに下回ったとき、路線を管理する団体には非常に大きな負担となる場合もある。さらに発展途上国の場合、維持していけるだけの需要が見込めるにもかかわらず経済的に建設できる能力がないとき、先進国からの政府開発援助（ODA）や世界銀行からの融資によって建設されることがある。

[編集] 軍事利用

第一次世界大戦・第二次世界大戦の際、ロンドン地下鉄が防空壕の役割を果たしたことから、戦争や自然災害などの有事の際の大規模な避難所としての利用が想定されていることがある。その例として休戦状態の韓国ではソウルや釜山などで地下鉄と共に地下街や地下通路が多く整備されており、軍事都市の側面を持ち合わせている。北朝鮮の首都・平壌の地下鉄は地下150mという大深度に建設され、核戦争に備えている。ブルガリアの首都・ソフィアの地下鉄は駅の入り口に防爆扉がついている。軍事において兵力や物資の輸送も可能であるため、各国の軍隊によって物資輸送演習が行われることがある。

もっとも完全に安全という訳ではなく、日本では太平洋戦争の際、（日本で最初に出来たため）比較的浅いところを走る東京メトロ銀座線で空襲による損傷を受けており、現在でも銀座駅にその痕が一部に残存している。ロンドン地下鉄においても、直撃弾により大きな被害が出た例が複数ある。また、国会議事堂前駅や東京メトロ有楽町線のように有事を想定した建設が行われているという都市伝説が流布する例もある（東京地下秘密路線説も参照のこと）。

[編集] 歴史
ロンドンの地下を初めて走行した車両
ロンドンの地下を初めて走行した車両
最初の電化路線であるブダペストの地下鉄
最初の電化路線であるブダペストの地下鉄

地下鉄の歴史は19世紀のイギリスのロンドンから始まった。1863年1月10日にメトロポリタン鉄道のパディントン駅〜ファリンドン駅間、約6kmが開通した（現在のサークル線の一部）。当時のイギリスは鉄道の建設が盛んであったが、ロンドン市内は建物が密集しており地上に鉄道を建設できなかったためである。この路線を計画したのはロンドンの法務官であるチャールズ・ピアソンで、1834年に開通したテムーズトンネルをヒントにしたとされる。車両は開業当初から1905年に電化されるまでは蒸気機関車を使用していた。硫黄を含む煙が発生するため、駅構内は密閉された地下空間ではなく換気性を確保した吹き抜け構造となっていたほか、路線の一部も掘割であった。

英語で地下鉄を意味する「メトロ」という単語の語源は、この「メトロポリタン鉄道」に由来しているが、英語圏の国では「メトロ」という呼称はあまり一般的ではなく、イギリスでは"Underground"もしくは"The tube"、アメリカでは"Subway"と呼称するのが一般的である。ちなみに、「メトロ」という呼称では、フランスの地下鉄がよく知られている。

イギリスでの開業後はしばらく間があき、30年近くたった19世紀末〜20世紀初頭に欧米の各地で建設されていく。1896年にハンガリーのブダペストで2番目の地下鉄が開業[1]した。当初から電化されており、これは地下鉄としては世界で最初の電化路線であった。さらに1898年にはアメリカ合衆国のボストン、そして1900年にはフランスのパリにおいて開通した。ドイツのベルリンでも1880年頃には地下鉄を通す計画が存在したものの反対勢力によって計画が遅れ、開通は1902年であった。

第一次世界大戦が開戦するまでには西ヨーロッパや北アメリカの大都市に、第一次世界大戦中から20世紀半ば頃まではヨーロッパ各地の中都市や日本を中心に建設が行なわれていたが、1970年代以降はアジアなどの発展途上国での建設が盛んになった。

[編集] 構造

[編集] 路線

一般的に地下鉄と呼ばれる路線でも高架区間や地上区間を有することはあるが、トンネル構造物が区間の大部分を占める地下鉄では保守点検作業に多くの手間が掛かる。そのため、それを少しでも減らすために維持の手間が少ない直結軌道やスラブ軌道の路線を採用していることが多い。この方式では床や枕木にコンクリートを使用するため、砂利を敷き詰めるバラスト軌道に比べ寿命が長く、車体への負担も少ないという利点がある。その代償に初期費用がバラスト軌道に比べて非常に割高である。

世界の全ての地下鉄が電化されている。その電源・集電方法は国や路線によって様々である。電源は直流600〜1500Vが主に使われている。交流を採用している路線は、インドのデリー（25000V 50Hz）のみである[2]。アジアでは750Vと1,500Vが、ロシア・東ヨーロッパでは825Vが、西ヨーロッパや北アメリカでは600Vから750Vが、南アメリカでは750Vや3,000Vが主流である。集電方法は第三軌条方式（および第四軌条方式）と架空電車線方式があるが、国や地方同士の中でも混在しており、分布の偏りは見られない。なお、第三軌条方式は鉄道が走行する2本のレールに平行して3本目のレールを敷設し、このレールを通じて電源を供給する方式である。地下鉄において集電方法に第三軌条方式を採用すると架空線の場合よりもトンネルの断面積が狭くなり、建設費用が抑えられる。同じ目的で日本などの一部の国では鉄輪式リニアモーターカーも採用されている。

[編集] 駅
ニューヨーク市地下鉄の入り口
ニューヨーク市地下鉄の入り口
アール・ヌーヴォー様式のパリ地下鉄の入り口
アール・ヌーヴォー様式のパリ地下鉄の入り口

地下鉄の他に地上の鉄道路線や高速鉄道などの複数の路線が乗り入れるターミナル駅は地上構造物を共有している場合があるものの、地下鉄のみの駅は地上に駅舎の設備を備えず全てを地下に備えている駅が多いことが特徴的である。

多くの地下鉄駅の場合、地上の構造物はいたってシンプルであり、地下へと繋がる昇降設備、つまり駅への入り口のみで構成されている。だが、地上・地下への階段の昇り降りは、障害者や高齢者にとっては地下鉄の利用の妨げとなっている。そこで、近年各国で新設されている路線ではこれらの人のために、エスカレーターやエレベーターを設置するなどして駅をバリアフリー化する試みが行われることが常である。

地下鉄しか乗り入れていない地下鉄駅の入り口はバス停留所のように歩道へ設置されていることが多く、一目で地下鉄駅だと認識できるような工夫がされている。この例として、地下鉄を運営する団体や路線のロゴを掲げたりペイントアートを行ったりする例が挙げられる。また、駅構内の広大な壁面を利用し、広告の掲示や絵画などの美術作品の展示が行われることもある。

地下鉄のプラットホームは地下にあることが多い。地下にある場合、換気設備や消火設備の重要性が特に高いため、常に整備する必要がある。しかしながら、駅の構造や予算の問題等で十分に整備が行き届いていない路線が多いのが現状とされる。1990年代以降に建設された一部の路線には、落下防止柵やホームドアの設置といった安全対策も行われている。また、地理や言葉に不慣れな乗客のために構内の放送だけでなく、プラットホームに列車の行先・種別を表示したり、駅名をアルファベットで表記したり、案内用として各駅に固有の番号を付けたりする（駅ナンバリング）など各種の配慮が講じられるようになってきている。

[編集] 車両
バレンシア（スペイン）の車両の内部
バレンシア（スペイン）の車両の内部

開業当初のロンドン地下鉄の車両は蒸気機関車だったため、石炭を燃焼した際の煙を水槽内の水に通過させることにより空気中に排出される煙を抑える構造を備えていた。

その後は電気鉄道となるが、概ね幅2500mm程度、長さ15000mm程度の小柄な車両が用いられた。その後、幅2800mm、長さ 18000mm程度までに大型化する。第二次世界大戦後はさらに車両が大型化し、東アジアでは幅2800〜3200mm、長さ20000mm程度の大型車両が用いられる例（東京、ソウル、シンガポールなど）もある。一方で建設費の点でトンネル断面を小さくした結果、車両も特殊な小型車とする例（イギリス・ロンドンのチューブ、グラスゴー、ブダペストなど）もある。

車両性能は高速性能より高加減速性能や登坂性能が重視される。このため、電動車の比率が高い。道路下など狭隘な土地に建設されるために急曲線・急勾配が多く、駅間距離も短いためである。

車体は大量の人員を輸送する関係で多くの扉が取り付けられている。全長18000mm以上の車両を中心に片側4扉以上の車両もあるが、世界的には1両当たり片側3扉が主流である。また列車の編成長は欧米で100〜120m前後、アジアでは200m程度のものもみられる。

座席は欧米ではクロスシートの例が多く、アジアではロングシートが多い。また宗教的な理由や痴漢対策という観点から女性専用車両が導入されている国がいくつかある。

素材には外板には燃えにくい金属材料を使用するのはもちろんのこと、内装材にも不燃性、難燃性の素材が推奨されている。これは避難経路の限られた地下空間での火災の発生が大惨事を招く可能性が高いためである。しかし内装材については、日本などの一部の国を除いては依然として可燃性の素材が用いられていることが多い。中には古い全木製の車両が走っている地下鉄もある。

地下鉄車両の冷房化はそもそも欧州では必要なところが少ないが、それ以外でも遅れた。これには以下の理由がある。車内を冷房すればそれによって発生する熱が車外に放出され、トンネル・駅が暑くなる。次に冷房用の低電圧の電気を生むには車両に積んでいる様々な機材に対してそれ用の発電設備を別に積まなくてはならず、その場所を確保できなかった。そもそも第三軌条を採用した地下鉄には、冷房装置を積むだけの空間がなかった。

しかし、技術の進歩によってこれらは解決された。大きな要因は制御方式に抵抗器を用いないサイリスタチョッパ制御やインバータによる可変電圧可変周波数制御（VVVF制御）が普及したことがあげられる。これによって車両から熱源を無くすことが可能になり、さらに冷房用の電源を積むスペースもできた。その電源には電動発電機より小型のSIV（静止型インバータ）を採用することで、より省スペース化を図ることができる。冷房装置そのものについても小型化がすすみ、第三軌条の車両でもその天井に薄型のものを置けるようになった。

現存する特殊な車両を用いる例として、ゴムタイヤ式が挙げられる。フランスと日本でそれぞれ開発された。フランスで開発されたものはカナダのモントリオールで万国博覧会の際に最初に建設された。これはゴムタイヤを使用した最初の路線であった。通常のレールと車輪を案内とし、その外側にゴムタイヤとその踏板を設ける方式である。他にパリ、メキシコシティでも同様の方式が採用されている。これに対し、日本の札幌で実用化されたものは走行用のゴムタイヤのほかに中央に1本の案内軌条を作り、それをゴムタイヤで挟む方式である。ゴムタイヤ方式では騒音の発生が少なく、発車時の加速や停車時の減速が滑らかであるという特徴を持つが、消耗したタイヤの粉塵が舞うことから健康被害を心配する声もある。また、転がり抵抗が鉄車輪式に比べ大きいので消費電力が多く、定期的にタイヤを交換する必要がありランニングコストが鉄車輪式よりも高くなる。タイヤにはラジアルタイヤが用いられており、パリでは過去にパンクした際、内部のスチールコードが第三軌条と接触して短絡する事故も起きている。

建設費を抑える為、1980年頃からは性能を保持したまま車両を小型化することが可能なリニア誘導モーターによる非粘着推進の車両が登場した。

車両の搬入については地上に置かれた車両基地へ送る、地下の車庫の直上に搬入用の穴を設けてクレーンで下ろすといった方法がある。車両メーカーからの車両基地への輸送方法は乗り入れ先の地上を走る鉄道線経由で送り込む、他の鉄道路線との物理的な接続がない場合には一般道路をトレーラによる陸送で送り込む方式が採られている。


wikipediaから引用
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%9C%B0%E4%B8%8B%E9%89%84
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