『気象・地震と鉄道防災』はこんな方におすすめ！

『気象・地震と鉄道防災』から抜粋して7つご紹介

『気象・地震と鉄道防災』の中から、内容を何ヶ所か抜粋してご紹介したいと思います。本書は歴史的な出来事に沿って運行規制が変化してきた軌跡をたどる形の章が多く、ここでご紹介した出来事を受けて設けられたり改訂されたりした規制が、現在は更に変更されている場合があります。本書中にはその流れも記してありますので、是非通してお読みください。

災害および防災の定義

鉄道業務においては慣例として、列車の脱線や設備の破壊などの重大な被害を引き起こすものの他に、予定通りの列車運行が妨げられるようなものも「災害」に含めています。「災害」を未然に防ぎ、列車運行への影響を軽減することを目的とした業務を防災と呼びます。

鉄道における防災業務の大きな特徴として、対象が広域的な路線全体にわたることと、列車運行の制御と直結していることが挙げられます。鉄道防災では、地震や竜巻といった個別の自然現象だけでなく、路線の各地点で起こるかもしれない数も種類も多岐にわたる災害現象に注意を払う必要があるのです。鉄道防災において重要なのは、列車を動かすか止めるかといった判断です。

また、鉄道防災においては、運転士が気象現象のすべてについての知識を要求されることは滅多にありません。その代わり、ルート選定にあたっては最高の知見と技術が用いられます。列車運行と設備の備え両面において、自然災害に関する最新の科学的知見を踏まえて決定された合理的な対応がマニュアルとされ、日々の業務はそのルールに則って遂行されるのです。

鉄道の防災業務と特に関連性が高いのは、線路構造物の維持管理です。防災業務と維持管理業務は担当組織や人員が重なるため、災害リスク評価、防災への設備投資、災害時の運転規制基準の策定等の重要な意思決定は、列車運行を担当する部門ではなく、線路構造物を管理する部門が握っています。

なぜ災害が多いか

明治新政府にとっては、欧米列強と比べて貧弱な陸上交通インフラの改善は急務でした。欧米諸国から技術導入を図りつつ鉄道建設を推し進めた結果、鉄道網の骨格は第二次世界大戦前にはほぼ完成していました。現在まで営業を続けている鉄道各線のかなりの部分が、ルートも構造物も戦前までにできた基本構造によって支えられているのです。
このときに重要視されたのは、以下の点でした。

・なるべく多くの重要拠点を結ぶ
・運転所要時間を短くする
・建設費用と期間を最小、最短にする
・維持管理費用をなるべく少なくする
・災害による事故や不通をなるべく減らす

しかし、日本は自然災害を引き起こす自然現象が活発であり、地形も複雑で傾斜地が多く、そこへ敷設された線路構造は貧弱なものでした。防災上の観点から見ると、日本の鉄道は気象・地勢・構造の三重苦を背負っているといえるでしょう。
当時の技術水準や資金力、列車の仕様上の成約条件の中で建設された当時の鉄道設備が、開業後今日に至るまでそれぞれの線路の防災や維持管理上の弱点となっていることも少なくありません。

運転規制ルールの基礎概念

災害時の列車運転規則は、異常時の運転取扱の一種です。本質的に不測の事態への対応を含むため、マニュアル化が困難な側面や臨機応変の対応を含みます。しかし同時に、安全に直結する重要な判断を含む業務なので、多くの鉄道業者がその手続きの大筋と役割分担を社内規程等で定めています。

運転規制の実施には、支社長および指令員や駅長が責任を負い、運転士や車掌などの乗務員は自ら判断を行わず、地上側の指示どおりに運転操作を行うとされるのが一般的です。降雨、河川増水、軌道冠水、浸水、土砂崩壊、風、積雪、濃霧、地震、津波といったハザードごとに具体的な取り扱いが定められています。内容は、ルールを定めたマニュアル等の位置づけ、気象等の観測方法、規制発令、緩和および解除の判断基準、係員の取扱い等です。

災害の種類によって判断基準の裏付けは様々で、関連性のないものもありますが、個々の基準を構成する共通要素を一般化すれば以下のようなことが規制の基準には関わってきます。

運転規制区間：対象となる線路の空間領域
運転規制区分：通常運転、速度規制、運転中止
観測仕様：観測機器の種類や規格、設置場所、観測対象領域、データ等に関する規定
危険指標：災害が列車運行に与える危険度の大きさ
決定関数：運転規制の選択肢を決める論理規則
判別しきい値：運転規制の決定境界を決める危険指標の値

雨による災害、運転支障のいろいろ

降雨を主な誘因として発生したと考えられる線路故障としては、件数の多い順に、倒木、切取崩壊、土砂流入、盛土崩壊、路盤変状、線路冠水、道床流出等々が報告されています。ひとくちに降雨災害といっても、その発生メカニズムや形態は非常に多様なものを含んでいるのです。

風や地震の場合は、その作用を荷重として表現することも可能で、荷重条件を満たすような構造物や車両を設計することができます。また、力の作用する時間も短く、かつ、それ以前の作用履歴や、他の場所での作用をみる必要も基本的にはありません。

これに対して降雨の作用は、風化、流下、侵食、堆積、浸透、冠水、化学反応といった荷重に還元できない様々な形態をとります。その上降雨の作用とそれがもたらす災害との間には、多くの場合タイムラグが存在します。しかも災害発生に影響を与える個々の場所の地盤内容に関する詳細な情報を得るのは困難です。降雨災害に対する設備の合理的な設計基準を構築するのは難しいのです。
現在では、降雨災害の発生危険度を適切に表現できる雨量指標として、「実効雨量」の考え方が採用されています。

新幹線の地震時脱線および逸脱防止

2004年10月23日、新潟県中越地震が発生しました。この地震で震央に近い浦佐・長岡駅間を走っていた上越新幹線とき325号は、7号車と6号車を除く計8両が脱線しましたが、早期地震検知警報システムにより非常ブレーキが作動し、脱線地点から約1.6kmの地点で停車しました。新幹線初の脱線事故となりましたが、1人も死傷者を出しませんでした。

最も大きな要因は、阪神淡路大震災を踏まえた高架橋の耐震補強工事が完了していたことです。ここで使われた鋼板巻き工法には多額の経費と長い工期が必要ですが、国の基準に加えて近辺の活断層等の条件を考慮したJR東日本が優先的に耐震補強を行っていたのです。

先頭車両の形状や線路の形状、軌道の状態も幸運に働きました。この脱線の影響を受け、巨大地震発生時に減災に努めることの重要性が認識され、構造物耐震補強、脱線対策、逸脱対策が提言されました。それに基づいた施工が現在も進められています。

余部事故の発生

1986年12月28日、余部橋梁上において、風速30m/sを超える強風により、運転中の列車が脱線して橋梁下の水産加工場と民家の上に転落し、列車の車掌と工場従業員が死亡、工場従業員と列車乗務員に負傷者が出ました。この事故の調査結果を経て、JR東日本は強風時の運転取扱いおよび関係設備の整備について、次のように決定しました。

・平均風速から瞬間風速への移行：運転規制を平均風速かではなく瞬間風速に基づいて決定する
・運転規制解除に関する「30分間ルール」の導入：風速が規定値を下回ってもすぐには規制を解除せず、30分待ってから解除する
・「早目運転規制区間」の導入：高架上などの風速が急激に増大する恐れのある場所では、より低い風速で運転規制を行う

しかしこの条件にも問題点が多く、不必要な運転規制を行ってしまうケースが増えたため、輸送障害が頻発しました。そこで現在では時系列解析を用いた新しい運転規制ルールが導入され、状況は改善されています。

東海道新幹線における雪氷害と対策

計画・建設当時においては、東海道新幹線は強力なモーターを備えた車両が高速で走行することで、線路に積もった雪を跳ね飛ばすことができると考えられていました。そのため、在来線と同等以上の特別な雪害対策は必要ないとされたのです。開業前に試験走行が行われていた鴨宮試験線は温暖な場所であったため、降雪時の検証実験は行われませんでした。このことが、開業後に大きな問題を引き起こしました。

開業直後の1965年1月6日、積もった雪が車両の機器に侵入して電気絶縁を破壊し、年始の輸送に大きな混乱が起きました。また、舞い上げられた雪が車両の床下に付着して凍りつき、その塊が落ちてバラストを跳ね上げたことによる車両機器や窓、沿線の家屋の損傷も起こりました。当時は対策として減速運転が行われましたが、ダイヤは大きく乱れ、輸送に多大な支障が出ました。
その後スプリンクラー散水、バラスト飛散防止マットの設置、融雪や雪落とし、高解像度カメラによる着雪量の把握等により、列車の遅れを最小限に留める方策が取られています。

『気象・地震と鉄道防災』内容紹介まとめ

激しい気象条件と傾斜の多い日本に導入された鉄道は、多くの災害に晒されながら発展を続けてきました。現在荒天や地震にあたって「列車を止める」運行規制は、数々の事故と試行錯誤の末に出来上がったものなのです。

運行規制を決める考え方と、地震、各種気象災害別の運行規制・災害対策形成の経緯を解説しました。ここではご紹介していませんが、最後の章では日本において古くから設けられて効果を発揮している鉄道施設「鉄道林」についても解説しています。

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日本は火山国です。先日も海底火山の噴火が人々を驚かせましたが、私たちの暮らす場所の近くにも火山は存在し、活動しています。火山は温泉や地熱等の恩恵も与えてくれますが、ひとたび大噴火すれば大きな被害が予想される山もあります。防災コンサルタントが、噴火の仕組みや身の守り方を解説しました。

・『逆流する津波』
河口から川を遡って内陸部に被害を与える河川津波。東日本大震災で注目されたこの現象を、被災地東北で研究を続ける著者が解説します。国内外の豊富な事例から特徴や対象法を導き、ソフト面・ハード面両方から防災・減災方法を提案します。

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