ドイツで列車の正面衝突事故が起こった。原因は、安全装置を人間が切っていたせいらしい。
《 独列車衝突、人為ミスか…停止装置作動せず 》
ドイツ南部バイエルン州のバート・アイブリング付近で９日、ローカル列車同士が正面衝突して多数の死傷者が出た事故で、原因の一つは、信号などを統括する運行管理者による人為的ミスとの見方が出ている。
地元メディアなどによると、事故が起きた単線の路線には、列車が制限速度を超えて走行した場合に自動的に減速させる機能や、運転士が赤信号を見落としても列車を自動的に停止させる機能を持つ装置が備えられていたが、今回の事故では作動しなかった。その理由について、遅れていた一方の列車を急がせるために運行管理者が装置のスイッチを切っていた可能性があるとの関係者の指摘があるという。
（ → 読売新聞 2016年02月11日 ）
いくら安全装置があっても、人間のミスのせいで、事故は起こる。そこで、「事故を起こさない方法」ではなくて、「事故が起こっても大丈夫な方法」が必要だ。つまり、フェイル・セーフの発想。
私が以下で提案するのは、「衝突を起こさない方法」ではなくて、「正面衝突を起こさない方法」だ。これなら、たとえ事故が起こっても、最悪の事態は避けられる。
具体的には、こうだ。
「列車の正面を、左右対称の平面にしないで、左右非対称の斜面にする」
これならば、万一、衝突したときにも、正面衝突は避けられる。なぜなら、正面というものが存在しないからだ。かわりに、すれ違いのような形となる。
以下の図で示す。（上から見た鳥瞰図）
黒色は、普通の列車だ。
(1) 左右から、双方の列車が近づく。
(2) 正面衝突して、車輌の最先端が破壊される。
青線は、新たな列車だ。
(3) 左右から、双方の列車が近づく。
(4) 衝突の寸前には、斜めの面でぶつかる。
正面となる面がない。ゆえに、正面衝突でない。
(5) ぶつかったあとは、左右方向の力を受けて、脱線する。
──
図にはないが、(5) で脱線したら、そのあと脱線状態で、さらにどんどん前進する。その分、瞬間的にかかる加速度（Ｇ）は、大幅に減じる。
普通の正面衝突では、加速度（Ｇ）は 数十Ｇ〜百Ｇぐらいになると考えられる。これでは、大量の死者は不可避だ。
一方、脱線したまましばらく走るのであれば、少なくとも前後方向への加速度は大幅に減るだろう。当たり所の悪かった人は死ぬだろうが、大部分の人は死なずに済むと思える。
［ 付記１ ］
あまりにも左右非対称すぎると、カッコ悪いかもしれない。それならば、 ＼ のような形をやめて、 ＞ のような形にすればよさそうだ。
→ 新幹線 500系
ここで、左右対称にしないで、中心点を少しだけ右か左にずらせば、先に述べたのと同様の効果を得られるだろう。
［ 付記２ ］
よく考えたら、本文中の ＼ のような形より、［ 付記１ ］ の ＞ のような形の方が、現実的だ。
というのは、前者の形では、衝突の時間が一瞬だが、後者の形では、衝突の時間がかなり長くなるからだ。特に、新幹線 500系 のように、とても細長い形にすると、衝突の時間がすごく長くなるので、衝突の加速度（Ｇ）がとても小さくなるだろう。かなり長い時間をかけて、少しずつ衝突することになる。
このような形であれば、衝突しても死者をゼロにすることも可能だろう。
［ 付記３ ］
脱線しやすくすることが大事だ。したがって、双方の列車の接触する位置は、車輌の低い位置よりも、車輌の高い位置であることが必要だ。
仮に、自動車のバンパーみたいに低い位置で接触すると、車輌を左右に傾かせる回転モーメントが小さいので、車輌は脱線しにくい。（これだと、正目衝突しやすい。）
一方、列車の上部のあたりの高い位置で接触すると、車輌を左右に傾かせる回転モーメントが小さいので、車輌は脱線しやすい。（これだと、脱線するせいで、正面衝突の被害が生じにくい。）
→ 参考図
［ 付記４ ］（ 2016-02-14 ）
転覆による被害を心配する人が多いので、新たに「転覆しにくい案」を呈示する。
それは、［ 付記３ ］ のように、
「接触する位置は、車輌の低い位置よりも、車輌の高い位置である」
のではなく、
「接触する位置は、車輌の低い位置である」
というふうにすることだ。つまり、新幹線 500系 みたいなデザインにすることだ。
この場合、接触する位置が低いので、回転モーメントは弱い。そのせいで、脱線しにくくなる。とはいえ、脱線のために必要な力はあまり大きくないので、衝突すれば、まず確実に脱線するだろう。
しかも、（接触する位置が低いので）回転モーメントは弱いから、回転しないで、元の姿勢のまま、脱線していくことになる。当然、転覆はしない。車輪を地面に付けたまま、脱線していくことになる。
これならば、転覆の被害がない。ゆえに、［ 付記３ ］ よりも、［ 付記４ ］ の方が、好ましいと言えそうだ。
この案なら、「転覆被害が出るぞ」と心配する人々の憂慮を防ぐことができるだろう。
（ ※ そのかわり、衝突のときのエネルギーがかなり大きくなるが、転覆の被害とのトレードオフなので、やむを得ないとも言える。どっちがいいかは、たぶん、シミュレーション or 実験しないと、正確なところはわからない。）
［ 付記５ ］（ 2016-02-16 ）
間違いがあったので、訂正する。
上の ［ 付記２ ］ では、 ＼ のような形では
「衝突の時間が一瞬だが」
と述べたが、これは不正確だった。
確かに、全面で衝突するのは一瞬だ。しかし、その後、少しずつズレていく間も、ずっと接触し続けている。列車は少しずつ前にズレながら、少しずつ外側にズレていく。接触し続けている時間は、この斜線の部分の長さ（ L ）を、列車の速度（ S ）で割った値である。
T ＝ L ÷ S
左右対称に近い場合は、この L の長さが半分ぐらいになりそうなので、その分、接触し続けている時間が短い。それでいて、脱線する左右の距離は同じなので、左右対称に近い形の方が、衝撃は大きいことになる。
したがって、衝撃を小さくすることを最優先するなら、左右非対称の ＼ のような形 の方が、左右対称に近い ＞ のような形よりも、優れていることになる。（空力的・デザイン的にはまずいが。）
［ 付記６ ］（ 2016-02-16 ）
左右非対称の ＼ のような形の場合、この全体を上向きに傾かせるといいだろう。そうすれば、空気の流れが、横方向に流れるだけでなく、上方向にも流れるので、空力的に良くなる。
さらにもう一つ、特別な効果が生じる。このような形状にすると、衝突の瞬間、車体前面の最下部だけで接触することになる。最下部以外の点では、前方につんのめる感じになる。（自動車でブレーキをかけると、タイヤに後ろ向きの加速度がかかるので、自動車の全体が前方につんのめる感じになる。それと同じだ。）
こうして前方につんのめる感じになったとき、車体前面が斜めになっていると、単に前方につんのめるだけでなく、横方向につんのめる感じになる。（横方向の回転モーメントが生じる。）
結果的に、双方向の列車が衝突したときに、双方の列車は、どちらも外側にズレていくと同時に、車体は内側に傾く。双方の列車は、たがいにすれ違いながら、たがいの屋根を接するような感じで傾く。これは、通常の横転とは逆方向の回転モーメントだ。
（ ※ 通常の衝突時の横転では、列車はたがいに頭を外側に向けるような感じで横転するはずだが、すぐ上の例では、たがいに頭を内側に向けるような感じで横転する。）
この場合、たがいに頭を接する感じだが、それ以上は近づかないので、転覆することはない。たがいに頭で支え合っている感じで、転覆しない。
というわけで、このような形（左右非対称の斜面型にしてその斜面を情報に傾けた形）では、列車の転覆がきわめて起こりにくくなる。そういう効果がある。転覆を避けることを最優先するのであれば、このようなデザインが最善だろう。（ちょっとカッコ悪いが。）
正面衝突事故を起こす確率はほとんど0なだけに、利用者にこれを説明することさえほぼ恥晒し行為。
現代技術から逆行、会社自身の安全保証を信用していない会社と評価されてもおかしくないでしょう。
実現する可能性があるとしたら、国の命令以外に思いつきようがないです。
運転手の指導強化の方がマシと考えます。
事故が起こる場所がカーブなら周囲の建物に横からぶつかることもあるでしょうから。
脱線させて尼崎の事故みたいになったら結局大惨事です。
(尼崎の事故が単独事故だということは知っています。またバスの時みたいに的外れなことを言われると嫌なので念のため)
損得ではなくて、納得の問題でしょう。
自動車じゃなくて「列車の」です。お間違えなく。自動車は対象外です。
＞ ついでに、横からの力で潰れないように
本項は単線区間が前提なので、周辺は田畑や森林ばかりでしょう。ぶつかるようなものは特にないはず。
尼崎の事故（標準速度を大幅超過）でつぶれないようにするには、よほど強力な構造が必要なので、車重が大幅増加してしまい、無理っぽい。尼崎の事故の防止は、やはり、速度を上げすぎないようにするのが先決でしょう。
あと、尼崎の事故では、高速のカーブだったので、横方向に飛び出す力がものすごく大きかった。一方、正面衝突タイプならば、横方向の力はとても小さい。２〜３メートル飛び出してそれでおしまい、という感じでしょう。
100キロ同士の衝突なら何をやっても必ず転覆するでしょうが、互いに急ブレーキをかけて、20キロ同士くらいでの衝突だったら、普通の形状なら転覆しないで済んだのに、この形状故に転覆して被害が拡大することもありそうです。
一両編成ならともかく、2両編成以上だと、先頭車両が脱線すれば、後続車両がつんのめって、横倒しになって惨事になる可能性が高い。
結局、さほどの効果がないか、状況によってはむしろ被害を拡大させる場合もありそうです。
被害者の数で言うと、被害範囲は拡大しそうですね。被害列車の数が増えるので。
しかし、瞬間的な強烈 Ｇ がなくなるので、死者を大幅に減らすことはできるでしょう。
＞ 前面を激しく損傷するか側面を激しく損傷するか、だけの違いのように思えます。
車輌の損傷は関係ありません。車輌の前面や側面がどれほど損傷しようが構わない。本項の目的は死者を減らすことであり、そのために、瞬間的な強烈 Ｇ を解消することです。
鉄道ファン さんのように、鉄道車輌に興味があるんじゃなくて、人命に興味があるんです。
あと、ただの転覆ぐらいでは、人は死にません。先のスキーバスで人が死んだのは、転覆したからではありません。カーブで強烈な横 Ｇ がかかっていたからです。その点では、尼崎の事故と同様です。
本項は、カーブでの脱線事故対策ではないので、特に脱線対策が必要なほどの横 Ｇ は関係ありません。
＞ 状況によってはむしろ被害を拡大させる場合もありそうです。
まあ、可能性だけなら、どんな可能性もあるので、シミュレーションして確認するといいでしょう。
とはいえ、正面衝突による瞬間的な加速度を上回る被害というのは、考えにくい。列車が横転しても、地面に衝突する加速度は低いので、死者が出る可能性はとても小さい。吊革につかまっていれば、被害なしで済むかも。
いちいちシミュレーションしなくても、衝突加速度が大幅に小さければ被害も小さめで済む、と推測が付く。
脱線ならば、衝撃吸収のための距離が20〜40メートルぐらいある。5-10m程度だけのクラシュゾーンしかないのなら、乗客を全員座らせて、安全ベルトを義務づけないと、死者が出る。
あと、自動車の衝突速度は、50km ぐらいをメドにしている。特急電車で 100km だと、衝突エネルギーは 50km の４倍となり、ものすごい衝突エネルギーとなる。5-10m だと、とても足りそうにない感じ。
結局、コストがすごくかかる割に、効果は小さい。……何もないのに比べれば、ずっといいけど。
それはないでしょう。壁にぶつかるときと同じです。もう１台の方が向こうから接近してくるのならば、壁に衝突するのと同じです。減速のための距離も同じです。
ただし、もう１台の方が静止車両であるならば、２倍の効果はあります。減速のための距離も２倍です。
先生らしい。
転覆の加速度は１Ｇぐらいですよ。それで地面に衝突したときも、３Ｇぐらい。
３Ｇの転覆で大被害が生じるのに、100Ｇの正面衝突で大被害が生じない、というのは、理屈が変でしょ。
＞ 基本的に盛り土でかさ上げされている場合が多いので、そこから転げ落ちれば、死傷者は増えます。
まあ、盛り土でかさ上げしても、衝突時には５Ｇぐらいでしょう。怪我人は出るだろうが、死ぬほどじゃない。
＞ 高架線や橋の上なら尚更です。
地方の単線区間ならば、高架線や橋はほとんどない。少しはあっても、例外的。
脱線転覆に使われた分は差し引いたとして・・
この進行方向のエネルギーはどうなりますか？
脱線後、障害物にぶつかれば、結局はそこで被害が出るような気がします。
障害物・・架線を支える鉄塔、鉄橋の端、線路脇の建物、等々
まさか脱線したあと、どこにもぶつからず線路に沿って進み続けて徐々に速度が落ちるはずなんて
都合のことは考えていないと思いますが・・・
だいたい、先頭車両が脱線して進行方向の速度が減少すれば、次車両との速度差で
連結部分に”く”の字の力が発生します。これにより1998年のドイツICEでは車両が
/|/|状になった事例があります。
脱線転覆で進行方向の速度が落ちた状態で障害物とぶつかったとして正面衝突時の
半分の加速度が加わったとしましょう。
>100Ｇの正面衝突
きちんと座席に座った状態での100Gと、転覆によって投げ出された状態での50G
どっちが危険だろうか？？？？？？
転覆するのだから、地面と、電車側面とが擦れながら、徐々に減速していくでしょう。（本項では先に述べたように、20〜40メートルぐらいで停止する、と想定しています。）
これでも当然、ケガ人も多数出ます。ただ、100Ｇ のときほどには、死者が出ないだろう、ということ。
＞ きちんと座席に座った状態での
安全ベルトをしていないのだったら、座席に座ろうが、立っていようが、どっちも似たようなものでしょう。
安全ベルトをしていれば大幅に安全だが、安全ベルトのある電車なんて、あるはずがない。
つまりどこにもぶつからないことが前提ということですね。
了解です。
別にそうじゃないですよ。たとえば、樹木や岩にぶつかるぐらいのことは想定済みです。
ただし、「絶壁の岩壁にぶつかる」よりはマシだ、と考えているだけです。
なお、「絶壁の岩壁にぶつかる」というのは、同じ大きさの列車が正面衝突するのに相当します。このことは、先のコメントで述べたとおり。
→ Posted by 管理人 at 2016年02月13日 13:29
つまり、自動車が正面衝突するというのは、自動車がコンクリートの壁にぶつかるのと同等です。
私の案は、「絶壁の岩壁にぶつかるよりはマシだ」と言っているのであって、「樹木にも棒にも柵にもぶつからない」と言っているのではありません。
→ http://www.jiji.com/news/handmade/topic/d4_zz/bay209-jpp020780585.jpg
脱線しただけでは大惨事にはならないだろう、とわかる。
→ http://j.mp/20TJ7Jh
この意味で、「絶壁の岩壁にぶつかる」というよりは、少しマシだったようだ。おかげで、死者は 10人で済んだ。これが完全な正面衝突だったら、死者はもっと多数になっていただろう。カーブだったのが、不幸中の幸いだったかも。
この事例からも、脱線することの効果がいくらか推定できるだろう。
「転覆被害が出るぞ」と心配する人々のために、新たに、「転覆しにくい」という方法を提示しました。
列車が剛であれば、列車の形状にそっていなされるということもあるでしょう。
しかし、列車の構造は非常に柔であって、衝突すること事態ほぼ想定されていません。(これは現在のステンレス車両やアルミ車両のみならず、かつての鋼車両でも)なので、少々先頭の形状を変えたところでほとんど関係なくグシャっとなるだけだと思います。
前にも書かれていた方がいますが、先頭車両、2両目を無人にしておく方がなんぼか意味があるはずです。(運転席も3両目にして、先頭車両にカメラでもつけておく)
時速100km程度の衝突とされていますが、マンションという正に絶壁の岩壁に衝突した「JR福知山線脱線事故」では死者は1、2両目に集中しています。
ドイツの事故が完全な正面衝突にならなかったのはご自分で書かれているように、カーブの箇所で衝突が起きたからでしょう。
それよりも非対称にすることで空力的にダメダメになると思いますよ。変な振動とか生じて、そちらの方がよっぽど事故の原因になりそう。
［ 付記４ ］ では、転覆しないように修正しているので、この場合には、横方向の構造は関係ありません。
＞ 少々先頭の形状を変えたところでほとんど関係なくグシャっとなるだけだと思います。
今回の車輌はぐしゃっとなっていないでしょ。事実を見ればわかる。
ではなぜか？ ぶつかるのは、ボディじゃなくて、フレーム（床下部分）だからです。ボディはつぶれやすくとも、フレームは頑丈。
＞ 2両目を無人にしておく方がなんぼか意味があるはずです。
自動車みたいなモノコックボディならばそうだが、トラックみたいなフレーム構造では違う。
＞ 非対称にすることで空力的にダメダメになると思いますよ。
速度の高くない在来線の単線ならば、空力なんて関係ない。実際、たいていの車輌は箱形だし、空力なんて考慮していない。
あと、非対称といっても、 ［ 付記２ ］ で述べたように、 ＞ 型に修正しています。これは、「ほぼ対称」であり、対称形とのズレは、ごくわずか。（ぱっと見高桐では、左右対称との区別はできない程度。） また、空力的には凸状なので、現状の垂直な絶壁型より、はるかに向上している。
＞［ 付記４ ］ では、転覆しないように修正しているので、この場合には、横方向の構造は関係ありません。
正面の構造のことをいっています。管理人さんのアイデアは正面が剛体で衝突したら表面が擦れあっていくということが前提になっています。実際の車両は剛体ではないのです。ましてやとがった構造になっていたら相手側に食い込んでしまう可能性は非常に高いです。
＞＞ 少々先頭の形状を変えたところでほとんど関係なくグシャっとなるだけだと思います。
＞今回の車輌はぐしゃっとなっていないでしょ。事実を見ればわかる。
管理人さんのあげている写真を見て、明らかにグシャっとなっていると思うのですが…
空き缶を上から踏みつけて潰すイメージをもっていたのならごめんなさい。
＞＞ 2両目を無人にしておく方がなんぼか意味があるはずです。
＞自動車みたいなモノコックボディならばそうだが、トラックみたいなフレーム構造では違う。
それこそ、事実に謙虚になってください。尼崎の事故では死者は1、2両目に集中しているのですよ？
今回のドイツの事故でどうなのかは知りませんが、ほぼ同様であることは想像にかたくありません。
＞＞ 非対称にすることで空力的にダメダメになると思いますよ。
＞速度の高くない在来線の単線ならば、空力なんて関係ない。
いやいや、おおありです。燃費という観点では現在の列車は無頓着ですが、トラックなんかでは非常に気にしています。
燃費はおいておくとしても、振動などの観点から非対称というのはあまりに筋が悪いですよ。絶壁型は燃費的には悪いかもしれませんが、対称です。
変な振動が生じて、結果として蛇行動を招き、脱線に至るおそれは十分にあります。
まさか。片方がとがっているだけなら食い込むでしょうけど、双方がとがっていたら、食い込まずにすれ違うだけでしょ。それが本項の趣旨です。
たとえば、針と針を正面衝突させたって、針が針に食い込むことはあり得ません。すれ違うだけ。
＞ グシャっとなるだけ
グシャっとならずにすれ違います。針みたいにとがっていればね。
＞ 尼崎の事故では死者は1、2両目に集中しているのですよ
根本的な勘違い。尼崎の事故では正面衝突したのではありません。電車の車輌の（正面でなく）側面がビルに激突した。その車輌が１両目と２両目だった。
→ http://image.news.livedoor.com/newsimage/a/8/a01cd867a2d6444995.jpg
＞ 非対称というのは
［ 付記２ ］ のように「ほぼ対称だ」……と言っているでしょ。ちゃんと読んで。何度言えばわかるのか。
要するに、ほぼ左右対称形にして、てっぺんのあたりだけを２センチぐらいずらすだけでいい。双方合計でズレは４センチになるから、自動的にすれ違いが可能となる。
一方、２センチのズレは、ちょっと目にはわからない。空力的には無影響。
私は、単にアイデアを提示しただけです。それをただちに実行しろと言っているわけじゃない。実行するかどうかは、実験したりシミュレーションしたり、いろいろと検討した後のことでしょう。私はとりあえずアイデアを出して検討の価値があると示しただけ。
検討もしないうちに、「このアイデアはダメだから絶対に検討してはいけない」というふうに批判することに、何の意義があるのか？ 検討するかどうかは鉄道会社が考えればいいのであって、あなたが「アイデアを出すのはけしからん」と怒る必要はない。
どうしても何か言いたいのなら、「そのアイデアにはこのような難点が考えられる」というふうに具体的な指摘をすればいい。そうすれば、
・ メリット
・ デメリット
を並べて、総合的な評価をすることができる。
何もあなたみたいに喧嘩腰で新アイデアを否定する必要はない。よほどの暇人なんだか。相手をしてくれる人がいないのか。
タイムスタンプは 下記 ↓