主要な研究開発成果（2025年度）
公益財団法人 鉄道総合技術研究所における2025年度の主要な研究開発成果をまとめたものです。
本成果は、ＪＲ各社をはじめ、研究機関、大学、企業などの関係機関のご協力によって得られたものであり、厚く御礼申し上げます。
Ⅰ.安全性の向上
1. 光ファイバーセンシング技術（ＤＡＳ）による鉄道地震防災手法
- 通信用既設光ケーブルを活用した光ファイバーセンシング技術 (DAS)により、数十m 間隔での地震動分布の把握手法、および地震諸元の推定手法を開発しました。
- 本技術により警報の精度向上や早期運転再開支援に貢献することが可能となり、地震時の鉄道の安全性向上とダウンタイムの低減につながります。
- 通信用既設光ケーブルを活用した光ファイバーセンシング技術 (DAS)により、数十m 間隔での地震動分布の把握手法、および地震諸元の推定手法を開発しました。
- 本技術により警報の精度向上や早期運転再開支援に貢献することが可能となり、地震時の鉄道の安全性向上とダウンタイムの低減につながります。
2. 機械学習を用いた面的な地震動の即時推定手法
- 鉄道地震被害推定情報配信システム(DISER)の精度向上のため、基盤面の空間補間と地盤の振動特性の推定に機械学習を取り入れた手法を開発しました。
- 地震動指標値の推定精度が全国平均で10％程度(最大で30％程度)改善するため、地震発生直後の運転再開判断や運転再開時間の更なる短縮が図れます。
- 鉄道地震被害推定情報配信システム(DISER)の精度向上のため、基盤面の空間補間と地盤の振動特性の推定に機械学習を取り入れた手法を開発しました。
- 地震動指標値の推定精度が全国平均で10％程度(最大で30％程度)改善するため、地震発生直後の運転再開判断や運転再開時間の更なる短縮が図れます。
3. 低コスト変位抑制ダンパーによる高架橋の地震時列車走行安全性向上
- 地震時走行安全性を向上できる高架橋の新しい変位抑制ダンパーを開発しました。
- 開発ダンパーは汎用鋼材の組合せと切削加工のみで構成し、特殊加工を不要とすることで、従来比20％以上の低コスト化と施工の迅速性を実現しました。
- 脱線が発生する限界の地震動の大きさを50％以上向上させることが期待できます。
- 地震時走行安全性を向上できる高架橋の新しい変位抑制ダンパーを開発しました。
- 開発ダンパーは汎用鋼材の組合せと切削加工のみで構成し、特殊加工を不要とすることで、従来比20％以上の低コスト化と施工の迅速性を実現しました。
- 脱線が発生する限界の地震動の大きさを50％以上向上させることが期待できます。
4. 大変位および異常時における空気ばね挙動の解明
- 大変位条件下の試験で空気ばねの非線形応答や漏れ挙動を確認しました。
- 試験結果に基づき、大変位条件や異常時を再現できる解析モデルを提案しました。
- 提案した空気ばねモデルを既開発の車両挙動プログラムに導入し、実態に即した地震時車両挙動の評価を可能としました。
- 大変位条件下の試験で空気ばねの非線形応答や漏れ挙動を確認しました。
- 試験結果に基づき、大変位条件や異常時を再現できる解析モデルを提案しました。
- 提案した空気ばねモデルを既開発の車両挙動プログラムに導入し、実態に即した地震時車両挙動の評価を可能としました。
5. トンネル火災時熱気流の多機能実験装置と予測手法
- 実トンネル覆工の吸熱特性を模擬できるトンネル火災実験装置を開発しました。
- 熱気流の伝播特性に対する車両、枝坑、勾配、風などの影響を解明しました。
- 熱気流の温度、 伝播速度、層厚さを迅速に見積もる簡易式を提案しました。
- 実トンネル覆工の吸熱特性を模擬できるトンネル火災実験装置を開発しました。
- 熱気流の伝播特性に対する車両、枝坑、勾配、風などの影響を解明しました。
- 熱気流の温度、 伝播速度、層厚さを迅速に見積もる簡易式を提案しました。
6. 自己消火性樹脂を用いた腰掛用粒状難燃剤
- 鉄道車両用材料の中でも可燃物量の大きい腰掛による火害リスクを低減するため、腰掛への適用が可能な自己消火性樹脂を用いた粒状の難燃剤を開発しました。
- 粒状の難燃剤を挿入した腰掛を試作して燃焼試験を実施した結果、燃焼初期における発熱量を従来の約1/2に抑制できました。
- 鉄道車両用材料の中でも可燃物量の大きい腰掛による火害リスクを低減するため、腰掛への適用が可能な自己消火性樹脂を用いた粒状の難燃剤を開発しました。
- 粒状の難燃剤を挿入した腰掛を試作して燃焼試験を実施した結果、燃焼初期における発熱量を従来の約1/2に抑制できました。
Ⅱ.生産性の向上
7. 車軸軸受で発生するフレッチング摩耗の抑制手法
- 大きな設計変更や追加部品を必要としない摩耗抑制手法を開発しました。
- 現車試験で走行キロ約55万kmまでの有効性を、台上回転試験で120万km走行相当までの長期耐久性を確認しました。
- 鉄道車両の検査周期延伸が可能となり、メンテナンス作業の省人化を図れます。
- 大きな設計変更や追加部品を必要としない摩耗抑制手法を開発しました。
- 現車試験で走行キロ約55万kmまでの有効性を、台上回転試験で120万km走行相当までの長期耐久性を確認しました。
- 鉄道車両の検査周期延伸が可能となり、メンテナンス作業の省人化を図れます。
8. テルミット溶接部の折損を防止するための工法および検査・補強方法
- 新幹線への適用に向けて、曲げ疲労強度を20％以上向上できるテルミット溶接工法、および凝固割れによる折損を防止できる検査・補強方法を開発しました。
- 本工法により、安定輸送に不可欠な溶接部の信頼性向上が図れ、熟練技能が必要な現行の溶接法に比べて作業員とコストを約3割低減できます。
- 新幹線への適用に向けて、曲げ疲労強度を20％以上向上できるテルミット溶接工法、および凝固割れによる折損を防止できる検査・補強方法を開発しました。
- 本工法により、安定輸送に不可欠な溶接部の信頼性向上が図れ、熟練技能が必要な現行の溶接法に比べて作業員とコストを約3割低減できます。
9. ガイド波を用いたレール頭部横裂検知システム
- レール探傷車で検知できず人力での探傷が必要であったレール頭部横裂の検知を代替可能な、ガイド波を用いた非接触の検知システムを開発しました。
- 頭頂面と頭側面でレールにガイド波を送受信し、水平裂が長い場合でも水平裂の下の横裂の有無を検知でき、従来の横裂検査の労力を大幅に削減できます。
- レール探傷車で検知できず人力での探傷が必要であったレール頭部横裂の検知を代替可能な、ガイド波を用いた非接触の検知システムを開発しました。
- 頭頂面と頭側面でレールにガイド波を送受信し、水平裂が長い場合でも水平裂の下の横裂の有無を検知でき、従来の横裂検査の労力を大幅に削減できます。
10. 打音判定AI とハンマー自動追跡による剥落健全度判定の自動化
- トンネル壁面にAIにより抽出した変状や要打音度のヒートマップを投影するシス テムを開発しました。
- ハンマーによる打音位置とAI判定結果を自動記録することができます。
- これらの情報から、剥落健全度を自動判定でき、トンネル検査を省人化できます。
- トンネル壁面にAIにより抽出した変状や要打音度のヒートマップを投影するシス テムを開発しました。
- ハンマーによる打音位置とAI判定結果を自動記録することができます。
- これらの情報から、剥落健全度を自動判定でき、トンネル検査を省人化できます。
11. 施工時の沈下量情報を活用した盛土の品質管理法
- 施工時の沈下量情報を用いた盛土の品質管理法を提案しました。
- ICT機器を用いることで、 沈下量情報を容易かつ面的に取得可能です。
- 品質管理の計測時間を約90％、 必要な作業人工を約40％低減できます。
- 施工時の沈下量情報を用いた盛土の品質管理法を提案しました。
- ICT機器を用いることで、 沈下量情報を容易かつ面的に取得可能です。
- 品質管理の計測時間を約90％、 必要な作業人工を約40％低減できます。
12. 高速車両からの落雪による信号設備の被害推定表示ツール
- トンネル内等での落雪による信号設備の被害推定手法を構築しました。
- 気象情報等から、落雪被害が推定される区間を表示し、区間内の信号設備等をリストアップするツールを開発し、タブレット端末に実装しました。
- トンネル内等での落雪による信号設備の被害推定手法を構築しました。
- 気象情報等から、落雪被害が推定される区間を表示し、区間内の信号設備等をリストアップするツールを開発し、タブレット端末に実装しました。
13. 前方画像によるホーム位置計測手法
- 専用の地上マーカを設置することで、駅ホームのレールからの高さと離れを列車前方画像から自動で計測する手法を開発しました。
- 誤差10mm程度で離れを計測できるため、計測および管理の省力化が可能です。
- 専用の地上マーカを設置することで、駅ホームのレールからの高さと離れを列車前方画像から自動で計測する手法を開発しました。
- 誤差10mm程度で離れを計測できるため、計測および管理の省力化が可能です。
14. 高頻度検査対象の架線設備の異常スクリーニング手法
- 既開発のトロリ線周りの異常スクリーニング手法を拡張し、高頻度検査対象の架線設備の検査の9割を自動化する画像解析手法を開発しました。
- 架線設備の形状に特化した画像処理により異常画像の確認作業を効率化できます。
- 既開発のトロリ線周りの異常スクリーニング手法を拡張し、高頻度検査対象の架線設備の検査の9割を自動化する画像解析手法を開発しました。
- 架線設備の形状に特化した画像処理により異常画像の確認作業を効率化できます。
15. 電気転てつ機の故障要因探索法
- あと施工アンカーの量と削孔位置に応じた接合面の剛性や耐力、接合面の処理方法に応じたせん断伝達耐力を明らかにし、接合部材の設計法を開発しました。
- 従来よりもあと施工アンカーの量を30％程度削減でき、過密な配筋を有する既設構造物に対して、施工や品質の確保が容易になります。
- あと施工アンカーの量と削孔位置に応じた接合面の剛性や耐力、接合面の処理方法に応じたせん断伝達耐力を明らかにし、接合部材の設計法を開発しました。
- 従来よりもあと施工アンカーの量を30％程度削減でき、過密な配筋を有する既設構造物に対して、施工や品質の確保が容易になります。
16. ＣＧシミュレーションを活用したカメラ・センサによる検査システムの性能評価手法
- カメラやセンサを用いた各種の検測装置や検査アルゴリズムの性能を、CGシミュレーションで事前に検証できる手法を開発しました。
- 天候変化など再現が困難な条件下でも、現地試験を行わずに評価できます。
- 装置のハードウェア選定やセンサの配置検討、アルゴリズム評価に活用できます。
- カメラやセンサを用いた各種の検測装置や検査アルゴリズムの性能を、CGシミュレーションで事前に検証できる手法を開発しました。
- 天候変化など再現が困難な条件下でも、現地試験を行わずに評価できます。
- 装置のハードウェア選定やセンサの配置検討、アルゴリズム評価に活用できます。
17. 営業列車を用いた３次元線路空間データの構築手法
- 営業列車の運転台に設置した市販のビデオカメラで撮影された画像から、写実性の高い線路沿線の3次元空間データを構築する手法を開発しました。
- 高価な専用の車両を用いずに、沿線設備の位置・形状を把握できます。
- 実線路で検証を行い、信号機類の見通し検査へ適用できることを確認しました。
- 営業列車の運転台に設置した市販のビデオカメラで撮影された画像から、写実性の高い線路沿線の3次元空間データを構築する手法を開発しました。
- 高価な専用の車両を用いずに、沿線設備の位置・形状を把握できます。
- 実線路で検証を行い、信号機類の見通し検査へ適用できることを確認しました。
18. 安全確認型列車制御システム
- 地域鉄道の維持コスト削減のために、公衆通信回線を利用可能で、通信途絶時も安全を確保できる列車制御システムを開発しました。
- システムの機能を共通化することで、異なるベンダーの車上装置や地上装置を同一のシステム内で使用することが可能です。
- 地域鉄道の維持コスト削減のために、公衆通信回線を利用可能で、通信途絶時も安全を確保できる列車制御システムを開発しました。
- システムの機能を共通化することで、異なるベンダーの車上装置や地上装置を同一のシステム内で使用することが可能です。
19. 動力車操縦者養成のリモート講義における受講生の理解度可視化システム
- 動力車操縦者(運転士)養成の学科講習において、各教科がリモート講義にどれだけ適するかを示す「リモート親和性」を定量的に評価する手法を開発しました。
- リモートで把握しづらい受講生の理解度を可視化し、リモート親和性に応じて理解度低下を早期に知らせるアラート機能を備えたシステムも開発しました。
- 動力車操縦者(運転士)養成の学科講習において、各教科がリモート講義にどれだけ適するかを示す「リモート親和性」を定量的に評価する手法を開発しました。
- リモートで把握しづらい受講生の理解度を可視化し、リモート親和性に応じて理解度低下を早期に知らせるアラート機能を備えたシステムも開発しました。
Ⅲ.環境との調和
20. 車両駆動用リチウムイオン電池の劣化予測手法
- 高頻度に通電される車両駆動用リチウムイオン電池を対象とした劣化予測手法を構築し、実車データとの比較により予測精度を検証しました。
- 本手法により、 時期尚早な電池交換の防止と交換コストの抑制が可能となり、蓄電池搭載型車両の導入が容易となります。
- 高頻度に通電される車両駆動用リチウムイオン電池を対象とした劣化予測手法を構築し、実車データとの比較により予測精度を検証しました。
- 本手法により、 時期尚早な電池交換の防止と交換コストの抑制が可能となり、蓄電池搭載型車両の導入が容易となります。
21. 鉄道貨物輸送における二酸化炭素排出量の計算手法
- 貨物列車などの長距離列車の二酸化炭素排出量を、ダイヤや走行線区などの列車の運行条件を考慮して、誤差1割程度で計算できる手法を開発しました。
- 走行抵抗やブレーキ扱いによるエネルギー損失を積み上げることで、全国規模の二酸化炭素排出量を簡易かつ高精度に計算できます。
- 貨物列車などの長距離列車の二酸化炭素排出量を、ダイヤや走行線区などの列車の運行条件を考慮して、誤差1割程度で計算できる手法を開発しました。
- 走行抵抗やブレーキ扱いによるエネルギー損失を積み上げることで、全国規模の二酸化炭素排出量を簡易かつ高精度に計算できます。
22. 新幹線車両由来の副産物を原料に含むジオポリマーコンクリート
- 新幹線車両のアルミニウムの再生や再利用で発生する副産物を混和材としたジオポリマーコンクリートを開発しました。
- 鉄道用のまくらぎを試作し、JIS 規格の性能を満足することを確認しました。
- 新幹線車両のアルミニウムの再生や再利用で発生する副産物を混和材としたジオポリマーコンクリートを開発しました。
- 鉄道用のまくらぎを試作し、JIS 規格の性能を満足することを確認しました。
23. 沿線騒音の遠隔常時モニタリングによる編成別車輪状態の把握手法
- 地上25m評価点や高架橋直下点、レール近傍点等における沿線騒音の常時計測が可能なモニタリング手法を開発しました。
- 車輪踏面状態を反映した転動音の経時変化を遠隔から把握できるため、環境保全の観点から、編成ごとの車輪転削時期の決定に役立てることができます。
- 地上25m評価点や高架橋直下点、レール近傍点等における沿線騒音の常時計測が可能なモニタリング手法を開発しました。
- 車輪踏面状態を反映した転動音の経時変化を遠隔から把握できるため、環境保全の観点から、編成ごとの車輪転削時期の決定に役立てることができます。
Ⅳ.利便性の向上
24. 災害仮復旧に用いる新幹線高強度トロリ線接続金具
- 新幹線高強度トロリ線の災害仮復旧に用いる接続金具を開発しました。
- 通過速度200km/hまで適用可能であることを所内実機試験で実証しました。
- 災害仮復旧使用時の通過速度制限110km/hを緩和することができます。
- 新幹線高強度トロリ線の災害仮復旧に用いる接続金具を開発しました。
- 通過速度200km/hまで適用可能であることを所内実機試験で実証しました。
- 災害仮復旧使用時の通過速度制限110km/hを緩和することができます。
25. 地域鉄道における駅乗降客数の推測手法
- 鉄道事業者が保有する乗車実績等のデータに、数日の現地での乗降調査データを加えることで、地域鉄道の駅乗降客数を高精度に推測する手法を開発しました。
- きっぷの月次販売実績による従来法に比べ、5日分の乗降調査データの付与で推測誤差を66％低減でき、二次交通の検討や駅設備に対する投資判断に活用できます。
- 鉄道事業者が保有する乗車実績等のデータに、数日の現地での乗降調査データを加えることで、地域鉄道の駅乗降客数を高精度に推測する手法を開発しました。
- きっぷの月次販売実績による従来法に比べ、5日分の乗降調査データの付与で推測誤差を66％低減でき、二次交通の検討や駅設備に対する投資判断に活用できます。
26. 到着遅延人数を縮小する運転整理案自動作成手法
- 輸送障害時に、旅客への影響を考慮した運転整理案を自動で作成する手法を開発しました(待避のある複線の通勤路線における、運休を伴わない事例)。
- 経験のある指令員による運転整理と同等の到着遅延人数となる運転整理案を、2分以内で作成でき、指令の運転整理業務の省力化・脱技能化が可能です。
- 輸送障害時に、旅客への影響を考慮した運転整理案を自動で作成する手法を開発しました(待避のある複線の通勤路線における、運休を伴わない事例)。
- 経験のある指令員による運転整理と同等の到着遅延人数となる運転整理案を、2分以内で作成でき、指令の運転整理業務の省力化・脱技能化が可能です。
Ⅴ.基礎研究
27. 盛土のり面における降雨時の侵食評価手法
- 表面水による盛土侵食を再現する侵食試験装置を開発し、同装置と侵食解析を用いて盛土のり面の侵食量を定量的に評価する手法を提案しました。
- 本評価手法は、豪雨に対する既設盛土の事前対策の検討や急勾配化した盛土を設計する場合の材料の選定に活用することができます。
- 表面水による盛土侵食を再現する侵食試験装置を開発し、同装置と侵食解析を用いて盛土のり面の侵食量を定量的に評価する手法を提案しました。
- 本評価手法は、豪雨に対する既設盛土の事前対策の検討や急勾配化した盛土を設計する場合の材料の選定に活用することができます。
28. 車輪による雪の蹴り上げ構成則を用いた着雪シミュレーション
- 雪の蹴り上げメカニズムを解明し、これを表現可能な構成則を構築しました。
- 構築した構成則を既開発の着雪シミュレータに実装し、氷状の着雪を解析可能としました。
- 本成果は、鉄道車両の着雪防止構造の検討や対策効果の予測に活用できます。
- 雪の蹴り上げメカニズムを解明し、これを表現可能な構成則を構築しました。
- 構築した構成則を既開発の着雪シミュレータに実装し、氷状の着雪を解析可能としました。
- 本成果は、鉄道車両の着雪防止構造の検討や対策効果の予測に活用できます。
29. 車輪フラット発生時の軌道部材の衝撃応答シミュレーション手法
- 車輪フラットを有する車両が走行した際に発生する、まくらぎ等の軌道部材の衝撃的な応答を定量的に評価可能な数値シミュレーション手法を開発しました。
- 本手法は、線区条件に応じた PCまくらぎの設計や、低ばね軌道パッド等の高機能材料の導入効果の定量化、PCまくらぎ折損の原因解明ツールとして活用できます。
- 車輪フラットを有する車両が走行した際に発生する、まくらぎ等の軌道部材の衝撃的な応答を定量的に評価可能な数値シミュレーション手法を開発しました。
- 本手法は、線区条件に応じた PCまくらぎの設計や、低ばね軌道パッド等の高機能材料の導入効果の定量化、PCまくらぎ折損の原因解明ツールとして活用できます。
30. 新幹線パンタグラフ舟体の揚力変化メカニズムの解明
- 舟体の断面形状の変更によって揚力特性が変化するメカニズムを解明しました。
- 舟体断面形状の変更に伴う揚力変化の予測式を提案するとともに、すり板摩耗による大きな揚力変化が避けられる形状パラメータの範囲を明確化しました。
- 舟体開発の効率化や揚力に起因する不具合の防止に活用できます。
- 舟体の断面形状の変更によって揚力特性が変化するメカニズムを解明しました。
- 舟体断面形状の変更に伴う揚力変化の予測式を提案するとともに、すり板摩耗による大きな揚力変化が避けられる形状パラメータの範囲を明確化しました。
- 舟体開発の効率化や揚力に起因する不具合の防止に活用できます。
31. 列車事故時の乗務員傷害度を評価するためのニーインパクト試験
- 乗務員大腿部傷害値を高精度で推定可能なニーインパクト試験を提案しました。
- 人体モデル試験およびニーインパクト試験を高精度で再現可能な数値解析モデルを構築しました。
- 運転台の仕様策定や被害軽減対策の検討に活用できます。
- 乗務員大腿部傷害値を高精度で推定可能なニーインパクト試験を提案しました。
- 人体モデル試験およびニーインパクト試験を高精度で再現可能な数値解析モデルを構築しました。
- 運転台の仕様策定や被害軽減対策の検討に活用できます。
• Ⅰ .1 の件名の一部は、国土交通省の鉄道技術開発費補助金を受けて実施しました。
• Ⅰ .1 の件名の一部は、国立研究開発法人 海洋研究開発機構、国立研究開発法人 防災科学技術研究所、東日本旅客鉄道株式会社との共同研究により実施しました。
• Ⅰ .5 の件名の一部は、国立大学法人横浜国立大学との共同研究により実施しました。
• Ⅰ .6 の件名は、株式会社ADEKA との共同研究により実施しました。
• Ⅱ .7 の件名の一部は、日本精工株式会社、株式会社ジェイテクトとの共同研究により実施しました。
• Ⅱ .10 の件名は、国土交通省における交通運輸技術開発推進制度JPJ002223 により実施しました。
• Ⅱ .13 の件名は、四国旅客鉄道株式会社との共同研究により実施しました。
• Ⅱ .14 の件名の一部は、国立大学法人静岡大学、株式会社明電舎との共同研究により実施しました。
• Ⅱ .15 の件名の一部は、株式会社京三製作所との共同研究により実施しました。
• Ⅱ .16 の件名の一部は、株式会社明電舎との共同研究により実施しました。
• Ⅱ .18 の件名の一部は、株式会社京三製作所、日本信号株式会社、株式会社日立製作所、大同信号株式会社との共同研究により実施しました。
主要な研究開発成果
- 主要な研究開発成果（2025年度）
- 主要な研究開発成果（2024年度）
- 主要な研究開発成果（2023年度）
- 主要な研究開発成果（2022年度）
- 主要な研究開発成果（2021年度）
- 主要な研究開発成果（2020年度）
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