日本の通勤事情は端的に言って最悪である。 例を挙げると、日暮里・舎人ライナーのピーク時混雑率は155%1。 これはすなわち各個人に人間がまともに過ごせるスペースの65%しか与えらえていない、ということを意味する。 信じられない。 電車の設計上の安全係数は42ではあるが、これは人間を25%にまで圧縮して押し込んでもよいということではない。 1日1300kcal3以下の食事量で生活している反食事集団のあなたがた(体重はおそらく41kgだ)4にはわからないかもしれないが、人権が65%にカットされるというのは大きなことだ。 大気中の酸素濃度が14%になったり、水の沸点が65℃になったり、大学在学期間が2年半になった場合のことを考えてみよ(おそらく東京大学のようになる)。
さて、では、電車の混雑率を下げるにはどうしたらいいか。 祈る？ 分散出勤？ それとも人を殺す？ それはよくない。首都圏の葬儀場は1550万人の死体5を捌ききれるほど多くない。 では、電車を増便させるしかない。――どうやって？
山手線の発車間隔は最短3分30秒程度である6。多すぎる。 山手線の同時運用編成数は43編成である7から、 一編成当たり220mに43を掛けて9.5km. 山手線の全周長さは34.5km8であるため、おおよそ路線の28%を電車が占めていることになる。過密である。 また、山手線の平均駅間距離は1.15km. 最大で2km, 最短で0.5kmだという9。 こういった事情により、各駅の停車時間は実測15秒と人が乗り降りするのにギリギリの時間となっているのにもかかわらず、山手線の一周の所要時間は60分程度と、時速では35kmほどしか出ていないこととなる。
くだらない！ 文明の誇る高速大量輸送システムの誇りはどこに捨ててきた？ 電車なんて止めなければいい。そう、乗客を時速90kmまで加速させて放り込めばいいのだ！
なお、このレポートは第6回 深夜の真剣レポート60分一本勝負 「あなたの住む街」に寄せて書かれた。
https://twitter.com/41_36_22/status/1856932811498033261
新しい駅を考えよう。 電車が止まらずともいいような。
この駅は半径$R\space\mathrm{m}$の回転する円盤でできている。 円盤の端が電車の通過速度$v=90\space\mathrm{km/h}=25\space\mathrm{m/s}$となるように、角速度は$\omega = v^2/R = 625/R\space\mathrm{m/s^2}$で回転している。
電車は通常の駅のプラットフォームで行われるように、この駅の円に沿うような形の路線を取り、15秒間の間、駅の縁に寄り添うような形で速度を落とさずに駅と “並走” する。 乗客は円盤の中央に降り立って端まで歩くことで時速$90\space\mathrm{km}$にまで加速し、動いているままの電車に乗り込む。
では、この$R$はいくつならいいだろうか。 これを決定する因子として、次のようなものが考えられる。
順に検討しよう。
乗降時間は$15$秒とする。 $90\space\mathrm{km/h}$で電車が駅の周りを通り過ぎるとき、その通過しうる長さは$375\space\mathrm{m}$である。 構造の都合上、路線とプラットフォームは円の$1/4$程度しか触れ合うことはできないとする。 すると、円周長は$1500\space\mathrm{m}$となり、その半径は$2.4\times 10^2\space\mathrm{m}$となる。
次に、このときの遠心力について考えてみよう。
回転の遠心力をキャンセルするためには、遠心力と重力の合力と垂直な向きに地面がなっていればよい。 これはすぐに二次曲線の回転面の形を取ることがわかる。 では、このとき人間にかかる加速度はどのような式で表されるだろう。
まず、これらの合力は、地面の傾きを$\theta$とすると、 $$ F = ma\sin{\theta} + mg\cos{\theta} $$ と書ける。 このとき、$\theta$は回転の遠心力をキャンセルする面の傾きだから、$ma\cos{\theta} = mg\sin\theta$を満たす。
ここで、$F=mCg$とおき、遠心力の表式$F_c = ma = mr\omega^2 = mv^2/r$を思い出すと、 $$ C = \sqrt{\frac{v^4}{g^2R^2}+1} $$ となる。
これに先ほどの値を代入して、$C=1.03$を得る。
したがって、このとき人間にかかる見かけの重力加速度は1.03G程度ということになり、これが人体に及ぼす影響は大きくないと考えられる。
またこのとき、ドア-プラットフォーム間の隙間$d$は、車体長がおおよそ$20\space\mathrm{m}$だとして、三平方の定理より $$ d = \sqrt{240^2-\left(\frac{20}{2}\right)^2}-240 = 2.1 \times 10^{-1} $$ と、$20\space\mathrm{cm}$程度に収まることがわかる。
ということで、駅の大きさは、$R=240\space\mathrm{m}$程度であればよいことがわかる。
というわけで駅のサイズが算定されたわけだが、この駅には次のような問題点が存在する。
本当にそうだ～(泣)
最新！鉄道「混雑率」ランキング【首都圏版ワースト25】東西線じゃない！「新・痛勤ラッシュ王」はどの路線？, Diamond Online, https://diamond.jp/articles/-/348368, 2024 ↩
乗り物の安全係数, 西日本旅客鉄道労働組合, http://www.jrw-union.gr.jp/415-j/415-05.pdf, 2010 ↩
成人男性の推奨摂取カロリーに0.65を乗じた値。 ↩
身長1.7mの人間の健康体重に0.65を乗じた値。 ↩
首都圏人口に0.35を乗じた値。首都圏整備の状況, 国土交通省, https://www.mlit.go.jp/kokudoseisaku/content/001407881.pdf, 2021 ↩
2024年11月時点の山手線池袋駅の時刻表によると、17時台には合計で17本の電車が発着している。 https://ekitan.com/timetable/railway/line-station/182-11/d1 ↩
しっかり引用してる暇がなくなってきた。 https://shimothi-communication.com/number-of-yamanote-line/ ↩
https://yamanote.hatenablog.jp/entry/2018/01/14/123511#%E9%A7%85%E9%96%93%E8%B7%9D%E9%9B%A2%E3%81%8C%E7%9F%AD%E3%81%84%E5%8C%BA%E9%96%93%EF%BC%91%E4%BD%8D%E6%97%A5%E6%9A%AE%E9%87%8C-%E8%A5%BF%E6%97%A5%E6%9A%AE%E9%87%8C ↩
2024-11-16, 書いた人: 宇田
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