地方都市におけるミニ地下鉄導入の可能性について

地方都市におけるミニ地下鉄導入の可能性について

佐　藤　　宏
中　本　忠　道

日本鉄道建設公団札幌支社調査課

1. まえがき
　近年,地方都市においても自家用車の普及ととに,住み替え等による人口の分散化が生じ,市街地のスプロール化が進んでいる。
　その結果,昼夜間の流出入交通が増加する一方,交通機関,道路等の社会資本整備が遅れているため, 交通渋滞や公共交通の利便性の低下,利用者減による経営への庄迫など郡市交通における社会問題が増大している。これらの問題を解決するため,地方都市においても自動車交通にかかわる新しい輸送システムとして, モノレールや新交通システムなどの都市の規模に見合った中量型鉄軌道の導入がさかんに提案されている。
　しかし,高架構造のまま都市部で建設することは,都市の景観,街路交通への障害などの問題点も多く, また今後,都心部の交通空間として,地下以外にルートを見出すことが一層困難となることも予想されることから,低コスト型の新たなる地下鉄の開発が必要であると考えられる。
　本文は,従来の地下鉄とかわって,大幅なコスト削減を可能にしたリニア駆動力式によるミニ地下鉄について,その概要を紹介するとともに, その適用性について,収支面,資金面から簡便に判断できる手法,及びミニ地下鉄導入の可能性について報告する。

2. 中量型鉄軌道の概要
(1)中量型鉄軌道の輸送領域
　都市の輸送システムを大きく分類すると, 国電,私電,地下鉄等の大量型鉄軌道,新交通システム.モノレール,ミニ地下鉄等の中量型鉄軌道とその他のバス.路線電車などの3グループに分類される。
　以上の各輸送システムの標準的な輸送領域を輸送量と移動距離で分類したものを図－1に示す。
　このうち,中量型鉄軌道の輸送領域は,輸送量で概ね2,000人/hから20,000人/h, 移動距離で2kmから15km程度と考えられる。
　以上の条件に合う路線としては,
　　①地方中枢及び中核都市の交通軸を形成する路線
　　②大都市の通勤鉄道等の大量輸送機関の支線及び補完する路線などが適当となる。
(2)中量型鉄軌道の特色
　新交通システム, モノレール, ミニ地下鉄の各中量型鉄軌道の利害特質を表－1に示す。
　ミニ地下鉄の大きな特色は,地下空間を走行するため自然環境の影響を受けず,従ってどんな気象時でも常に良好な輸送サービスを提供できるとともに,騒音・振動等の公害が発生しないこと,また限りある都市空間を有効に活用できるとともに都市景観の阻害にならないことである。
　特に北海道においては,冬期間,除雪や凍結のため,地上交通はさまざまな障害を受けるとともに雪対策が必要となるなど問題を多く抱えている中で, それらの影響を受けないミニ地下鉄は,今後,大いに導入が期待されるところであると考えられる。
　また,建設費においても, コストの高い従来の地下鉄と違って, トンネル断面の縮小化急勾配急曲線の使用, NATM工法などの最新の土木技術を採用することによって大幅な建設費の低減が可能となった。
　また,輸送量に応じて(概ねピーク時2,OOO人／ｈ～8,000人/h ) 運行方式を単線方式とすることも,検討の結果可能とわかり, よりー層の建設費の低減化も可能である。
　試算の結果,路線計画,地質等によっても異なるが単線運行方式の場合で,建設費はkm当り概ね50億円から70億円と他の交通機関と大きな差はないことが判明した。
　特に北海道の場合,特殊な気象条件なうえ,札幌市部を除き人口の集中度が低いため,輸送量が少なく,その結果収支採算性から初期投資額の低減化が重要課題となることが想定されることから,今後の新たな交通機関として,建設コストの低い単線式ミニ地下鉄の導入は大きく期待されるものと考えられる。

3・ミニ地下鉄の仕様
(1) ミニ地下鉄(リニア方式)の特性
　今回, ミニ地下鉄に導入が考えられている「リニアモーター駆動式電車」は,運輸省の指導のもと,地下鉄協会が中心となって,昭和60年から3力年計画で実用化研究が進められたもので,実車走行などの試験の結果,走行安全性が確認されるとともに建設費,車両走行性能などで,従来の車両より優利なことが確認されている。
　リニア方式によるミニ地下鉄の特長は,下記の通りである。

ア) トンネル等構造物の小断面化
　リニアモーター式電車は,レール面から車両床版までの高さが700mnとコンパクト車両にすることが可能なため, トンネルなどで掘削面積が従来の地下鉄の約60%で済み, 建設費の大幅な低減が可能となる。 (図－2)
イ)急曲線走行が可能
　新たに開発したステアリング台車を使用することにより,最小半径50mまでの曲線を走行することが可能となった結果,路線選定上自由度が高くなり,用地費の低減が可能となる。 (図－3参照)
ウ)急勾配走行が可能

　従来の地下鉄に対し, ミニ地下鉄はリニア駆動による非粘着走行方式となるため,80％の勾配まで走行が可能となる。
　その結果,急勾配を使用することで路線選定が自由になるとともに地表の浅い所に駅が設置できるなど,建設費の低減も可能となる。 (図－4参照)

エ)低騒音化
　車両の軽量化による低音化, またステアリング台車の採用による曲線通過時のきしり音の低減など,従来の地下鉄より低騒音化が可能となった。

(2) 車両諸元
　ミニ地下鉄の車両の仕様を表－2,車両の形状を図－5に示す。

(3) 運転計画
　運転ダイヤは,複線方式の場合, 自由に設定することが可能で概ね3分ヘッドまでダイヤの組み立ては可能であるが,単線方式の場合は,途中駅で電車のすれ違いが生ずるため, ダイヤの設定は複雑になる。単線運行方式によるラッシュ時1時間の運転ダイヤを図－6に示す。

設定条件	路線長	６km
	駅数	１０駅
	運転本数	１０本／ｈ
	停車時間	３０秒

　図に示す例は,起終点駅を除き,途中,交差駅(2面2線)を4駅,通過駅(1面1線)を4駅設定して, 6分ヘッド, 1時間最大10本でダイヤを作成したものである。
　単線方式のダイヤ作成については,必然的に電車の交差による障害を受けることになり,複線方式ほどのダイヤ編成上の自由度はない。
　従って,単線地下鉄を計画する場合は,駅の位置,間隔,輸送力設定の考え方,将来計画等を含めて十分に検討することが重要になる。

4. ミニ地下鉄の収支採算性
(1) 助成制度
　地下鉄の建設費は,一般に他の交通機関と比較して非常にコストが高く, その資本費負担が経営を圧迫することが多いため,地方公共団体及び営団の行う地下鉄建設は,国及び地方公共団体から助成が受けられる。
　「地下高速鉄道建設費補助金交付規則」の概要を表－3に示す。
　同助成制度は,地下鉄開業後,補助対象建設費の70%に相当する金額を国と地方公共団体が1/2づつ10年間に分割して補助する制度で,現在のところ,営団のほか札幌市,仙台市など全国9市の公営地下鉄が同規則の補助を受けている。
　しかし,同助成制度は,営業開始後の補助であるため,建設時の資金は自己調達となる。
　資金調達方法については,現在,建設費の10%を自治体の一般会計から出資するほか,残り90%を地方債の発行や税収からの建設基金の積立てなど多様な方策が取られている。

(2) ミニ地下鉄の収支採算性
　鉄道事業は,公共性を有するため運賃は低く抑えられる反面,事業として成立するため収支採算性が大きな課題となる。
　一般的に鉄道事業の収支採算ラインは,累計資金不足解消年次で25年から30年といわれており,この年次以内で収支が好転するよう輸送量,建設費から賃率を設定することが必要になる。
　図－7は,下記の条件のもとに単線ミニ地下鉄が鉄道事業として成立する限界点を,建設費,輪送密度及び賃率から表現したものである。
　同図で見ると, ミニ地下鉄の場合,km当り50億円から70億円で建設可能であり, また,輸送密度も地方中小都市で20,000人/日・キロ程度は期待できることから,賃率は最大40円／人・キロ程度で事業化可能と考えられる。この賃率は他の地下鉄と比較して若干高いものの,現行の運賃体系が初乗りで140円程度となっていることから,概ね,現行の地下鉄と運賃設定に大きな差はない。

設定条件	1 補助方式	地下鉄線補助適用
	2 営業キロ	10kmを想定
	3 運行計画	各輸送密度に応じた輸送量を設定し,運行本数を決定
	4 要員原単位・径費原単位	地下鉄10社の実績値を基にした算出モデル式より設定
	5 人件費	地下鉄9社の平均
	6 工事期間	5年

(3) 都市の財政規模と建設投資額の関係
　公営地下鉄7社の昭和58年度,59年度の地下鉄投資額について,市の財政歳出額との比率を図－8に示す。
　仙台市を除き,各市とも地下鉄建設の投資比率は, ほぼ10%以内となっていることから, 自治体の投資額は,財政状況,路線計画等によっても異なるが,概ね10%以内に抑えることが資金調達の可能性を示す1つの判断基準になると考えられる。
　上記の判断基準を前提として.都市の財政歳出額と人口の相関関係をもとに,工期5年,投資額を各年度同額とした条件で,都市の人口と建設費から営業可能キロを示したものを図－に示す。
　同図で見ると, 人口30万人の都市において,建設費が50億円から70億円の場合,営業可能は4.5kmから約6km, また,人口50万人の都市では同様に,約8.5kmから11.5kmとなることから,概ね,地方中小都市において,資金調達面から見ても十分に建設が可能であると考えられる。

5. あとがき
　本文は,新しい交通システムとして,今後の導入が期待されるリニア駆動方式によるミニ地下鉄について,運研センターの調査結果をもとに, ミニ地下鉄の交通機関としての位置付け,特性についての一見解を述べるとともに,地方中小都市でのミニ地下鉄の事業化の可能性について.その判断基準を示すとともに,地方中小都市において,ミニ地下鉄の事業化の可能性が十分にあることを示したものである。
　しかし,都市における交通行政は,路線選定等のハード面,収支計算等のソフト面のみならず,他交通機関や都市計画との整合, 自治体の財政状況,事業化方策等総合的に検討することが重要と考えられる。
　本文が,今後の交通行政の推進の一助となれぱ幸いである。

参考文献
1) 運研センター:低コスト軌道系輸送システムの開発改良に関する調査報告書
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　昭和62年3月
2) 天野光三他著:鉄道工学

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