何故、新幹線は早く移動できるの？
新幹線が早く移動できる理由は、新幹線が高速度での都市間輸送を前提としており、在来線と異なる規格を採用するなど、様々な技術的特徴があるからです。走行する車両も空力や低騒音に配慮した、流線形の外形を採用し高出力のモーターを搭載した専用の電車が用いられています。また、新幹線では動力を編成各車両に分散させる「動力分散方式」が採用されています。動力分散方式を採用することで、加減速性能の向上・軽量化・軌道への負荷軽減といった利点が追求されています。加えて、高速走行を行うため、列車編成内における電動車の比率が極力大きくされています。
新幹線運行管理システム 1964年(昭和39年)10月1日の東海道新幹線開業当初、新幹線の運行管理には列車集中制御装置(CTC)を主に使用していた。この装置による列車運行方式は総合指令室に設置した表示盤に管轄路線内で運行中の全列車の位置・列車番号・信号現示・臨速と各種警報・分岐器が開いている向き(進路)を表示させ、指令員はこの表示盤を見て運転状況を常に把握、進路てこによる手動で分岐器の操作や臨速の指示などを行うというものだった。
しかし、総合指令室では、指令員が情報を収集して判断し、それを基に指令伝達する指令業務のほかに、進路てこによる手動で分岐器の操作の作業を行うため、将来の線区延長・運転本数の増加・列車種別の多様化などにより、指令員の負担増加が懸念されており、列車の増発による分岐器操作回数の増加、管轄路線の延長に伴う運行管理の困難などが予想されていた。そこで、当時の日本国有鉄道は、座席指定券などの予約・発券のためのコンピュータシステムであるマルスを共同で開発した実績を持つ日立製作所とともに、世界初のPTCである新幹線運行管理システム(COMTRAC)を1970年(昭和45年)に開発し、試験運用などを経て、2年後の山陽新幹線岡山開業と同時に、東京駅・岡山駅間の新幹線全線で本格運用を開始した。
当時のCOMTRACの機能は、現在のPRCやPTCの原型といえるコンピュータが自動的に分岐器を操作する自動進路制御装置(PRC)のみであった。その後COMTRACには、路線の延伸やコンピュータ技術の発達とともに運転整理機能、車両運用管理機能、設備管理機能などの機能が追加されていき、現在では列車の運行管理だけでなく、電源設備や旅客向け設備の管理等も、総合的に行うことが可能となった。
新幹線E954形電車 なお、同時開発のE955形とあわせ2編成4両の先頭車があることを活用して、本形式の先頭車では形状の差による騒音の影響の検証を、同時開発のE955形の先頭車では車体長さの差による騒音の影響の検証と、各編成に別々の目的を与えることによって技術開発の効率化を図っている。
電動車には最高速度405km/hを出せる新開発の小型高出力モーターを複数搭載し、性能を比較する。また、1編成につき2種類の新型パンタグラフをそれぞれ1基ずつ搭載し、どちらか一方のみの使用で運転することが可能である。
曲線通過速度向上のため、空気ばねストローク片上げ方式の車体傾斜装置を導入することにより車体を最大2度まで傾斜させることが可能で、これをもって左右定常加速度を抑制し、乗り心地を向上させることができる。
非電化 また、弾丸列車計画は同様の理由で東京 - 静岡間は長大な新丹那トンネルを有することから電化が計画され、それ以外の区間は、非電化で計画されたが、第二次世界大戦後に建設された東海道・山陽新幹線は、電車(交流25,000ボルト)による運行である。
なお、非電化であっても信号やCTC、踏切などの設備は電力を得て動作しており、停電すれば運行できなくなる可能性がある。戦争ではないが、東北地方太平洋沖地震(東日本大震災)に伴う計画停電の際には、関東地方の非電化路線においても運休や減便といった影響が発生した。
茨城県筑波山付近の石岡市柿岡にある気象庁地磁気観測所の周辺地域は、直流電化を行うと直流の電流が磁場を発生させる現象(ビオ・サバールの法則)により測定が正確にできなくなり、一方で交流電化を行うと、電化工事は直流に比べて低コストだが交流型電車の増備が高コストとなる。そのため、この地域を通る鉄道のうち、交流電化に伴う費用の捻出の難しい関東鉄道は非電化となっている。かつて、磁気を発生させない直直デッドセクション方式による直流電化実験が行われたことがあったが、やはりコスト面から直流電化も断念している。戦前には水戸電気鉄道がこの影響で電化を行えずに当初の計画の挫折に追い込まれ、後に廃線となった例もある。
早期地震警報システム 新幹線システムにおいては、鉄道沿線の地震計(沿線検知点)が運転制御に主要な役割を果たす。沿線検知点は通常、沿線の変電所ごとに設置されており、沿線検知点が、可変範囲制御に基づき被害想定範囲に掛かると判断され、または固定範囲制御に基づきS波諸元の規定値超過から制御対象となる場合には、即時に該当変電所の電力供給を停止する。
さらに、沿岸、内陸にも新地震計(前述)を設置し、これらと沿線検知点とを通信回線および中継サーバーにより相互接続しているため、ある位置の地震計において計測された地震諸元およびS波規定値超過情報は、各地点への地震波(P波、S波)の到達を待たずに、即時に他の検知点に伝達され、制御に利用される。このような自律分散型制御により、実際の地震発生直後の高速な運転制御を可能としている。
制御対象の変電所の電力供給が遮断され、該当する饋電区間の饋電が停止すると、当該区間を走行中の全ての新幹線列車は、即時に非常ブレーキが掛かるようになっている。
走る男F 2011年の九州新幹線鹿児島ルート全線開業を記念し、3日間で九州全県(沖縄県は除く)を走破する企画。ジョギング貯金は1kmあたり500円。今回の趣旨が九州新幹線全線開業記念ということもあってか、実際にジョギング貯金で九州新幹線を移動手段に使っていた。
2012年新春企画として、2日間で関東地方一都六県を走破する企画。ジョギング貯金は1kmあたり100円(今回は100円と安いこともあってか、宿泊代はジョギング貯金からは引かれない)。東京タワーからスタートして最初の県である神奈川県で、立ち寄った中華料理店で焼売を注文するが、ジョギング貯金の確認が漏れて20円オーバーしてしまい、スタッフにジョギング貯金の前借りをする一幕もあった。
『走る男F』の実質的な最後の企画として、2日間で近畿地方二府四県(三重県は除く)を走破する企画。ジョギング貯金は1kmあたり100円。
新幹線 2022年(令和4年)3月16日に宮城県牡鹿半島沖南南東60kmを震源とする最大震度6強の地震(福島県沖地震)のため東北新幹線「やまびこ223号」が福島駅 - 白石蔵王駅間の宮城県白石市内で営業運転中に脱線した。現場付近及び新幹線の車両には脱線を防ぐ装置が設置されていたものの17両編成のうち16両が脱線し、合わせて68の車輪の軸のうち60基がレールから外れていた。また、脱線した列車には「レール転倒防止装置」や「逸脱防止ガイド」が設置されていたが一部の車両はレールから大幅にずれて傾くなどの被害が確認された。
「やまびこ223号」が脱線した福島駅 - 白石蔵王駅の間は、最高速度が320 km/hとなっていたが、地震が起きた際列車は白石蔵王駅での停車に向け減速していた際に発生し、地震を検知して非常ブレーキがかかる過程で脱線したと見られている。初期微動(P波)を検知して自動でブレーキを掛けさせる装置は正常に作動していたという。
営業運転中の新幹線が地震による脱線事故を起こしたのは新潟県中越地震での上越新幹線脱線事故以来2例目である。
東北新幹線 全線運転再開後も那須塩原駅 - 盛岡駅間では徐行運転による暫定ダイヤでの運転が継続されたが、7月9日に那須塩原駅 - 福島駅間および一ノ関駅 - 盛岡駅間で、9月23日には全区間で速度規制が解除され、約半年ぶりに震災前の所定ダイヤ(最高速度300 km/h)での運転が可能になった。
2005年6月からE954形(FASTECH 360S)、2006年4月から新在直通対応のE955形(FASTECH 360Z)による試験走行が開始され、地上設備と車両に関して様々な試験が行われた。その結果を踏まえて、2007年7月に東北新幹線320 km/h化が決定された。 320 km/h運転に向けて、地上設備では2008年度から2012年度にかけて対策工事が行われ、騒音対策として防音壁のかさ上げや騒音低減装置(NIDES)、側壁吸音板の設置、トンネル微気圧波対策として緩衝工の新設・延伸、コンクリート桁のたわみ低減対策、通過時の駅構造物への圧力変動対策として一ノ関駅、水沢江刺駅、新花巻駅で改修工事が行われた。車両面では320 km/h運転が可能なE5系およびE5系と併結し320 km/h走行が可能で新在直通車両であるE6系が開発された。
2011年3月5日のダイヤ改正では、E5系が導入され、JR東日本では初めて宇都宮駅 - 盛岡駅間で最高速度300 km/h運転を行う「はやぶさ」3往復が運転を開始した。これにより所要時間は最短で東京駅 - 盛岡駅間が2時間20分、東京駅 - 新青森駅間が3時間10分となった。
上越新幹線 1969年(昭和44年)5月30日に『新全国総合開発計画』が閣議決定された。この中で主要開発事業の構想として「東京から高崎を経て日本海沿岸地帯を結ぶ上越新幹線鉄道の建設を進めるとともに」と、現在の上越新幹線に相当する新幹線鉄道の建設構想が盛り込まれた。
1970年(昭和45年)5月に全国新幹線鉄道整備法(以下は全幹法と略記)が公布された。この法律により、逼迫する幹線の輸送力増強を目的とした東海道・山陽新幹線とは異なり、経済発展や地域の振興を目的とした新幹線の建設が行われるようになった。1971年(昭和46年)1月に全幹法第5条第1項の規定による「建設を開始すべき新幹線鉄道の路線を定める基本計画」(昭和46年告示第17号)により東北新幹線(東京都 - 盛岡市)、上越新幹線(東京都 - 新潟市)、成田新幹線(東京都 - 成田市)の基本計画が公示された。この基本計画において上越新幹線は東京都を起点に新潟市を終点とすることが示された。同年4月1日に3路線の整備計画が決定された。上越新幹線は最高設計速度260 km/hとされ、建設主体は日本鉄道建設公団とされた。
1971年(昭和46年)10月12日に上越新幹線 大宮 - 新潟間の工事実施計画(その1)の認可申請が行われ、14日に認可、12月に上越新幹線の工事に着手した。工事実施計画その1において、「東北新幹線のターミナルを東京駅、上越新幹線のターミナルを新宿駅に設け、この両ターミナルより大宮駅に至る路線を建設」とされ、また「線路容量、ターミナル容量は十分であるので」「東京(新宿)・大宮間の線路の建設については、別途工事実施計画を提出する」こととされ、現在に至っている。開業当初は最高速度210 km/h、12両編成の計画であるが、最高速度260 km/h、大きな手戻りなく16両編成に対応できる建設基準であった。なお将来的な案として、新東京国際空港(成田空港)への空港連絡鉄道として構想された成田新幹線を延伸させ新宿駅で上越新幹線と接続し、成田 - 新宿 - 上越方面の直通運転を行うことも検討されていたが、成田新幹線の建設中止により幻となっている。