http://kc57.blog.shinobi.jp/Entry/38/
に大幅改定したものを書いたのでよろしく。
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IPSSの人口ピラミッドを見るまでもなく日本の総人口の減少が叫ばれて久しい。50年くらいまえに厚生省が人口爆発を真剣に心配してたころからは隔世の感がある。

さて、人口減少というとこの先の鉄道輸送はどうなるか、新幹線のような大事業となるといろいろ取りざたされてしまうのもやむなしといったところか。がしかし、多くの主張は事業のターゲットを見誤っている。

大枠で見ると、まず総人口と鉄道全体、また新幹線の需要の推移を無視している主張だが、無視しなければ即、というやつ。



1988年を100としてその後の推移をグラフ化し重ねた。鉄道全体もともかくとして、こと新幹線については労働人口や曹仁呼応とは全く相関性が無いのが見て取れる。

ひところ対立がどうだと散々趣味者間で喧々諤々だったけれども、そんなものはとっくに基本方針が固まってたという話。以下、朝日新聞からの引用。

1989年10月２日月曜日14版第２社会面

結んでひらいて
新幹線四半世紀

喪服の男が三人、東京・内幸町の帝国ホテルの日本料理店で顔を合わせた。
「リニアモーターカーについて、三社間で意見の食い違いがあると言われるのは心外だな。今後は三社が一致しているということでいきたいね」
JR西日本の井手正敬社長が口火を切り、JR東海の葛西敬之乗務が「経営権のことで争いになるようでは困ります」と引き継いだ。

一元的経営を確認

JR東日本の松田昌士常務を含めた三人は、この日、近くの築地本願寺で営まれた、旧国鉄・JR関係の物故者追悼法要のあと落ち合ったのである。
約一時間後、三人は次のことを確認した。
「中央リニア新幹線は、東海道新幹線を経営するJR東海が一元的に経営する。リニア開業で、東京－甲府間と、大阪－奈良間のJR在来線での収入減などの影響については、各社間で十分に考慮して経費の配分をする」
三人は、国鉄の分割・民営化の中心的役割をはたして「改革三人組」といわれ、今はそれぞれ各社の中枢にある。
この席には運輸省の幹部一人が立ち合った、とされる。
今年三月中旬のこの会合は公式なものではないので極秘とされ、合意事項もはっきりとは表に出ていない。
表向きは、JR東海だけが打ち上げているかにみえる中央リニア新幹線について、水面下では、固まりつつあるところも出ている。

未知の部分が多数

満杯に近づきつつある東海道新幹線のバイパスとしてJR東海が悲願とするリニアは、旧国鉄時代から研究されてきた。宮崎健日向市の実験センターで浮上走行実験が繰り返され、今年八月、運輸省が山梨県に新実験線を建設することを決めた。同省の検討委員会は、開業のめどを二〇〇三年としているが、その駅やルートは白紙とされる。
超伝導による強い磁気によって車体を浮上させて時速五〇〇㌔の高速を生み出し、東京－大阪を一時間で結ぼうというリニアは、磁気の影響や電力消費など未知の部分が多く、その建設費用を含めて、JR各社間でも賛否が渦を巻いている。
昨年一月、日向市の実験センターで、技術陣を極度に緊張させた試乗会があった。
心臓にペースメーカーを着けているJR東海の三宅重光会長がその中に含まれていたからだ。超伝導磁石の磁気がペースメーカーを狂わせるのではないか。止まったりしたら。
須田寛社長は何度も「お控えになってはどうでしょうか」と慰留した。会長は「大丈夫ですよ」と笑みを浮かべて、「妻とは水さかずきをしてきたから」と冗談のように言って乗り込んだ。名古屋から同行した主治医が会長の横に並んだ。
実験は七㌔の実験線を三分足らずで走破し、三宅会長は無事だった。
実験にあたっている鉄道総合技術研究所によると、キャッシュカード、テレホンカードは大丈夫だが、一部の時計は止まる。そこで客室の座席の下の超伝導磁石の装置を車体の両端に移し、時期遮へいを十分にする、などの方法が検討されている。
「リニアの東京駅」はどこになるのだろうか。
東京都は「できれば新橋の旧汐留駅跡地にターミナルを」とも考えているようだ。

都市開発とも絡む

広さ二十一・六㌶。銀座や浜離宮公園に囲まれた、都心では数少ない開発可能な空間だ。近い将来、都営地下鉄12号線が入り、臨海副都心「東京テレポートタウン」を結ぶ新交通システムの起点にもなる。
汐留駅跡地内に新しく作る道路は、幅が三十㍍あれば足りるという。しかし、この下を入ってくるリニアの工事を想定して、十㍍広い四十㍍にする計画という。
駅もルートも、これからの話で、リニアそのものの必要性についても、見方は分かれる。
しかしリニアは、国をおおうダイナミックな衝撃をはらんだ共同の夢として、人々の頭の中でそれぞれに走り出そうとしている。（おわり）

列車抵抗において２次項を高めにとった式として

列車抵抗[kgf]＝1.356*429+0.001363*429*V+0.099263*V^2
V：速度[km/h]

も一応提案しておく。正解は中間か。さて、

http://www.rtri.or.jp/rd/seika/2004/05/maglev_02.html

RTRIではリニア実験線での試験走行のランカーブを公開している。このランカーブに線を引き距離を読み取り、加減速度を割り出すと･･･



　　0⇒250km/h　1185.3m　　7.3km/h/s
250⇒300km/h　　592.6m　　6.4km/h/s
300⇒350km/h　　697.7m　　6.5km/h/s
350⇒400km/h　　967.7m　　5.4km/h/s
400⇒450km/h　1267.8m　　4.7km/h/s
450⇒500km/h　1672.9m　　3.9km/h/s
500⇒550km/h　2228.1m　　3.3km/h/s
550⇒575km/h　1507.9m　　2.6km/h/s
575⇒550km/h　　510.1m　-7.7km/h/s
550⇒500km/h　　735.2m　-9.9km/h/s
500⇒450km/h　　615.2m　-10.7km/h/s
450⇒400km/h　　592.6m　-10.0km/h/s

という具合に荒っぽいけど加減速度を計算できる。

さて出力はどうなってるべえか？と考えるには３両編成の試験車用の走行抵抗がほしい。編成長を変えたときにどうなるかを考えるにはFastechを頼ろう。

http://www.jreast.co.jp/development/tech/pdf_14/Tec-14-06-09.pdf

より、単位を[kN/MM]（トン当たり引張力のはず）で10‰について

　　　　　　　　明かり　　トンネル
000km/h　1.6667　1.6667
100km/h　1.8958　2.0625
200km/h　1.5708　3.0417
300km/h　3.5417　4.5417
400km/h　4.8333　6.5833

を得る。あまりにひどいグラフなのが痛い。でもま頑張ると得た値を1000倍して0‰を取ると

列車抵抗[kgf]＝641*W+1.4196*W*V+0.0272*V^2
E954系トンネル

を得る。一次÷二次は52.2になる。一次項が膨らんでる。わけがわからない。わかるわけがない。しょうがないので0‰を見てみたいがもうこの荒い図を見てると具合悪くなってきた。ネットじゃほかに転がってないようなので、資料名を教えてくれる人が出現するのを待って重量比例だってことにしちゃうよ俺は。ようはどうやったって二次項が大きくなって一次項はちょびっと入ってればいいわけなんだから。ということで、16両編成というのは28+24.3*14+28≒400mで、試験車は28+24.3+28＝80.3mで1/5、よって適当に

MLX01A・Bトンネル列車抵抗[kgf]＝0.2262*W*V+0.0377*V^2

で考えることにする。ひでえw　審議会の議事録より、変電所の受電から車両の引張力までのエネルギー効率は0.85である。以上からごちゃごちゃ計算すると

加速時　　　出力　受電
250km/h　19.5　22.9MW
300km/h　21.7　25.5
350km/h　26.5　31.2
400km/h　27.6　32.5
450km/h　29.9　35.2
500km/h　32.2　37.9
550km/h　34.8　41
575km/h　34.3　40.3

が得られる。40‰下りであることを考慮すると

　　　　　　　出力　　受電
250km/h　16.0　18.9MW
300km/h　17.5　20.6
350km/h　21.7　25.6
400km/h　22.1　26.1
450km/h　23.7　27.9
500km/h　25.3　29.8
550km/h　27.3　32.1
575km/h　26.4　31.0

を得る。大体520km/hに達するあたりまでは40‰下りだった。

で、冒頭の式を重量だけ書き換えて用いると


を得たりする。ああ、もっと列車抵抗がハッキリしていれば･･･一応、以下のような資料もあることはあるんだが･･･

http://company.jr-central.co.jp/ir/annualreport/_pdf/annualreport2010-05.pdf
JR東海アニュアルレポート2010の「超伝導リニアによる東海道新幹線バイパスの推進」
・超伝導その他原理の簡単な解説、超伝導リニア、トランスラピッド、TGV、N700系の加速性能のグラフ、山梨リニア実験線の断面図。
http://company.jr-central.co.jp/company/achievement/eco-report/_pdf/P40-P43.pdf
環境報告書2009に掲載の「21世紀にふさわしい輸送システム」
・上記に加え緩衝工の外観写真、CO2排出量の比較。

需要予測が出るまえにやった考察なので、そのへんの数字が異なるけれども、でもまぁそこまで乖離してないしということで。

推算なら無関係者でも多少怪しいが何とかやれる

とある資料の図3-4、3-6、3-7を見ると、請負金とCO2と工事延長と土量はかなり素直に比例関係にあることが分かる。同じ道路トンネルというカテゴリだからかもしれないことは断りを入れておきます。

さて、この資料からは、請負金120億円あたり二酸化炭素排出量一万トン、工事延長4200mあたり二酸化炭素排出量一万トン、土量32万m^3あたり一万トンという数字が読み取れる。このうち請負金あたり排出量を用いてリニア中央新幹線の建設に伴うCO2排出量が、航空機からの移転で何時の時点で収支がつくか計算してみる。

リニア中央新幹線は（一旦休題中だが）Ｃルートで建設されるとして、総延長は名阪間144kmを含め420km、286kmで建設費は48000億円だから比例計算すると、

　48000億円÷286×420≒70490億円

である。120億円あたり一万トン排出されるとして、

　70490億円÷120億円≒587.4万トン

のCO2が排出されることになる。運行に伴うCO2排出量は、国交省の資料の実績値を用いて、東京大阪間515.4kmを新幹線N700が4.8kg/人=0.0048t、B-777は48.4kg/人=0.0484ｔ、東海発表の資料ではリニアは新幹線の三倍なので、

　0.0048t÷515.4km×420km×3≒0.0117t

となる。

供給量が足りていない。

JR西日本広報部『データで見るＪＲ西日本 2007』より、1995年以後の東京大阪間における新幹線対航空機シェアを引き、さらにJR東海の資料から東海道新幹線の輸送人員を並べると、

年度　シェア％　新幹線輸送人員
1995　84：16　1.23億人
1996　83：17　1.24億人
1997　81：19　1.24億人
1998　78：22　1.19億人
1999　75：25　1.17億人
2000　72：28　1.19億人
2001　70：30　1.21億人
2002　69：31　1.18億人
2003　67：33　1.21億人
2004　65：35　1.24億人
2005　65：35　1.31億人
2006　67：33　1.32億人

と、東海道新幹線は景気後退期を過ぎて輸送人員が回復基調に乗った後もシェアは全然回復していない。長期低下傾向に歯止めがかかっていない。

ここでJR東海がリニア全線開業後の需要について、現状の最大1.44倍（この資料がちょっと見当たらない。見つけたら張るので。）と言った意味が出てくるのである。2006年あたりのシェアを見ると、東京大阪間の需要をほぼ全て奪うとそのまま1.5倍奪えるということになる。さすがに全需要を奪うというわけにはいかず、航空の九割を奪うとして1.44倍という計算になったのだろう。ほんとは有効エリアで積算してるんだろうけどさ。

で、この数字が先の国交省の調査の数字から計算されるシェアとは異なるのが悩みのタネである。まぁいいや、鉄オタだからJRの数字を優先しよう。

で、現状、旅客地域流動調査によれば東京圏（南関東）～大阪圏（阪神）の乗客流動は13万人/日である。
年間で4745万人である。JR西日本の資料のシェア比でいくと新幹線２：航空１である。

ここからCO2計算をやり直すと、

　新幹線　4745万人×2÷3×0.0048t＝15.18万トン
　航空機　4745万人×1÷3×0.0484t＝76.55万トン
　合計　　　　　　　　　　　　　　91.73万トン

リニアへの移転後は･･･

　リニア　4745万人×0.0117t＝55.52万トン

JR東海の予測では新幹線に残るぶんもあるため、55.52万トンはJR観点で最悪のパターンと見ていい。
さて、91.73万トン－55.52万トン＝36.21万トンだから、CO2収支は

　587.4万トン÷36.21万トン＝16.22年

となる。

JR西日本の数字を疑い、他の条件を入れても有利になるだけ

さてJR東海のIR資料の推算だと、新幹線対航空のシェアは81：19である。2005年の国交省調査では10％程度の自動車の存在がある。これとJR西日本の数字を比べると、「航空」ではなくて「航空その他」であると推測される。生資料見ろよ俺と言いたいが時間かかるんで遠慮しておく。JR東海の推算と国交省だけで信頼性はある程度確保できるであろうから。

で、「その他」は何かというとツアーバス・高速バス・乗用車である。CO2排出量でいくとこれら自動車は航空機よりも一人当たり排出量は大きい。ということは、実際には

　新幹線：航空：自動車＝7：2：1

だとしても、リニア新幹線がシェアを奪えば奪うほど、また新幹線に残る需要も考慮されればされるほど、前項の16.22年という数字は小さくなってゆくのである。