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日本的高速铁路系统 来自维基百科，自由的百科全书
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新干线是以同时适合快速及大量运输而设计，因而其建造与营运技术均有别于传统铁路，例如全面采用动力分散式列车、轨道全面采用立体交叉[1]、首创列车自动控制系统[2]等。最短可以3分钟的班距运行。除了迷你新干线之外，列车运行最高车速依路线可达到每小时240至320公里，但在进行速度测试时，曾创下每小时443公里的最高纪录（由“300X”实验列车在1996年所创下）。身为日本铁路技术居于世界顶尖的重要象征，新干线的技术也向海外输出，如台湾高铁及施工中的印度高速铁路；做为系统基础而采用新干线系统部分技术的有英国、中华人民共和国、美国德州等地的高速铁路。
新干线最初称为“新干线铁道”，这是相对于当时一般的国铁路线（即日后所称的“在来线”）而产生的名称，新干线的第一条路线——东海道新干线，便是为扩充既有的东海道本线而建的铁路干线。为推动新干线兴建而立法的《全国新干线铁道整备法》中，将新干线定义为“列车在主要区间能够以每小时200公里以上的高速度行驶之干线铁路”，针对新干线运输安全而立法的《新干线特例法》也采用这个定义，因此迷你新干线、以及未来将以磁浮列车运行的中央新干线，都不在这两个法律的规范范围内。
日本以外常称新干线为“子弹列车”/“子弹火车”（Bullet Train）或是“超特急列车”（Super Express），之后日语罗马字的名称“Shinkansen”也逐渐广为使用。此外，东海道新干线在通车时也曾经计划称为“新东海道线”（New Tokaido Line）。虽然现在车站内的英文告示板上称新干线为“Shinkansen”，但在表示列车名称时仍然采用“Super Express”的称呼，例如希望号列车上的英文广播之一为“Ladies and gentlemen, welcome to the Shinkansen. This is the NOZOMI super-express bound for Tokyo.”（各位乘客，欢迎搭乘新干线，本列车是开往东京的希望号超特急列车）。
1872年，从东京的新桥至横滨的日本第一条铁道开通。该线路采用了窄轨（轨距为1,067mm）。日本铁路采用窄轨的原因众说纷纭，最有可能的两种说法都和英国有关（英国的殖民地铁路大多使用窄轨）。
1918年试行改轨的寺内正毅内阁因为米骚动垮台，直到1922年，为日本帝国的扩张，主张接驳欧亚大陆铁路[注 1]的标准轨方案[注 2]才胜过了主张新建窄轨可以接驳既有线的方案。
在1932年和1937年中日战争由满洲延烧华北之后，东海道・山阳既有线的输送能力达到极限。1938年12月2日，日本铁路省设立了“铁路干线调查分科会”。1939年7月12日，昭和天皇下令在铁路省成立“铁路干线调查会”，同年11月，研究改善运力的调查初步完成，调查认为“需在同一路段铺设高标准铁路”。1939年，与上述两线平行的新线开始勘查[5]。1943年因战事吃紧，工程的新丹那隧道在还剩500m贯通的位置停工，竣工的日本坂隧道和新东山隧道在1944年拨给既有线使用[6]。在战时体制下，当时建设用地都是以极低廉的价格在不经协商的情况下从沿线土地所有者手中（相当于强征）取得的，亦有不少很多土地是借美军轰炸，城市地价低迷，日本国铁借机收购的，如当时以低价收购了丰桥被燃烧弹遭空袭的区域，战后东海道・山阳新干线的建设仍然使用到战时征收的土地[7]，因为日本最高法院判决国铁败诉，国铁不得不改线和重新收购土地，东海道新干线隧道因此较多[8]。
尽管大运量的干线铁路需要电气化，但是在战前修建前述的军方限制了电气化区间[9]，理由是战时发配电设施易受到攻击，致使铁路瘫痪[10]，所以在宽轨干线的计划中蒸汽机车和电力机车并用，只有东京地区到静冈、名古屋到姬路的区间电气化。[11][12]
1950年韩战爆发，日本经济借特需景气走出了战败后的混乱期，城际交通的需求强烈上升。而此时国铁也吸收了原来满铁和日本帝国陆海军的人才，高速铁路车辆的气动、稳定等性能方面的研究因此有很大进展[13]。
1954年后，大型民营铁路业者开始陆续引入高度性能优良，在高速下仍然稳定的新型电车。日本国铁顺应潮流，于1957年推出了新型101系电力动车组。和101系电力动车组开始运行的同一年，在隶属于日本国铁的铁路技术研究所的技术指导下，小田急电铁也完成了流线型低重心列车3000形SE的研发[14]。设计者对车型的速度有很大野心，但是因为小田急的线路弯道多，原订145公里/小时的最高速度很难实践[15]，所以小田急要以和JNR共用实验数据为条件[15]，把试运行改到轨道条件良好的国铁线路上[16]。国铁方面很快接受了交换条件[17]，从小田急借来了3000形SE，于1957年9月在东海道本线上试运行，达到了创世界窄轨列车纪录的设计最高时速145公里/小时[18]。同年11月，国铁也在东海道本线上试运行101系动车组，虽然该车作为通勤电力动车组，气动性能不好，但还是达到了135公里/小时的最高速度[19]。
1958年，日本国铁利用101系动车组的技术生产了151系列车，承担特快车次，其气动性能良好、车体轻盈重心低、附冷暖空调、而且装备了空气悬挂。1959年7月，在动拖比改为3[注 3]的情况下在东海道本线的金谷站-烧津站区间实验，刷新了3000型SE的记录[20]。这证实了新干线车辆使用动力分散式列车的优势。
1955年以来，日本国铁一直在尝试于铁路上使用交流电。国铁因此曾派代表团到巴黎，计划购买五辆窄轨交流电机车来研究，但是最终谈判破裂。[21]后来日本国内企业自行研发出了可适用于50Hz工频单相电的机车ED44 1(日立制作所研制)和ED45 1(三菱重工研制)。
在经过多次工期推迟之后，上越新干线大宫至新潟站间的区间于1982年6月23日投入使用，和东北新干线在大宫合流。但是大宫-新潟间的工区独立于东京都方面的施工计画，东京都方面并无具体施工计划（施工志中称为“别途工事实施计画”），分别到东京站和新宿站的工作仍未完成。[22]
在武藏野线完工后，经由山手货物线和东北货物线的货物列车大为减少，1971年JNR和铁道建设公团计划上越新干线经东北货物线和山手货物线的路廊进入地下的站台[23][24]，上盖高岛屋时代广场[25]。但是由于湘南新宿线于1984年开通由宇都宫和高崎，途经山手货物线到达新宿的路段，挤占了上越新干线的用地，加上1988年长野新干线的开业使得东京站的新干线营运能力达到极限，JR东日本于是重新考量在湘南新宿线的地下建造隧道，实现当年的构想。但最终高达7000亿日元的建设费用迫使解决方案改为在东京站新设月台。[26]
连结东京市区及成田机场的成田新干线，施工计画方案于1972年获批准，1974年2月动工。尽管成田机场的反对者亦对作为机场象征的成田新干线作出反对[27][28]，但成田新干线的反对者和成田机场的反对者是两个不同群体。
反对成田新干线者主要是千叶县浦安町和东京都江户川区的居民，理由是沿线居民既被迫承受噪音和振动，经过的线路又不设站。江户川区的居民还起诉当时的运输大臣，以求撤回施工许可，但最终被日本最高法院驳回[29]。此外，东京都知事美浓部亮吉亦反对建设成田新干线，甚至时任千叶县知事友纳武人[注 4]也反对施工计画[30]。
虽然最高法院驳回了撤销施工许可的诉讼请求，市川市、船桥市和浦安町等沿线自治体还是达成了反对成田新干线的决议，成田新干线因难以征地而搁浅[32]。1987年日本国铁分割民营化后成为JR集团，因此成田新干线计画从法律意义上失效[33]。
1969年台东区就通过了决议，要改建上野站使之成为东北新干线的始发站。1971年日本国铁敲定东北新干线建设计画，不设上野站，在日暮里站附近入地，在地下依次通过莺谷站、上野公园不忍池东侧和御徒町站，到秋叶原站附近出地面(这条路线曲线半径大)。1972年，东京都知事美浓部亮吉和上野公园管理者反对隧道方案，因为隧道修建会让不忍池漏水干枯，阻绝上野公园植被的灌溉，知事认为以破坏不忍池为代价追求新干线的速度，实则是日本国盲目追求GNP增长的缩影。1973年的东北・上越新干线反对运动使得台东区引进新干线站的行动在1976年再起，台东区长和上野、御徒町、莺谷、日暮里[注 5]地区的3500名居民连署陈情[34]。
1975年山阳新干线全线开通至博多站，列车增发造成东京站新干线时间表排图拥挤混乱，需要增建至三面六线月台应付需求；剩下预留给东北·上越新干线的只有一面两线站台，不足应付班次流量，因而国铁决定暂定以上野站为东北・上越新干线始发站[35]。
自民党长期执政有赖于基础设施建设的政治分肥（日语：利益誘導）[36]。上越新干线越后汤泽站和长冈站间放弃直线路径，改为绕行一段“〉”形的线路，两站间增设每天仅688人乘新干线的浦佐站，这种反常状况是在田中角荣的干涉下出现的，因为站所在的南鱼沼市是田中的重要选区。站东口设立了纪念田中角荣的铜像，纪念他引入新干线[37]。
为了在新干线的区间内能够让列车以超过时速200公里的速度运行，因此采用了许多与在来线不同的技术，希望不但在速度上，在乘客安全与搭乘舒适度上都能达到最高标准。
泡沫景气时期，东京的市中心地区地价高腾，因而很多在都心上班的通勤族会选择在极为远离都心的宇都宫、小田原、高崎等地购买或租赁不动产，向新干线沿线的枢纽车站进行通勤，为此JR推出了新干线定期券。于1994年开始运行的E1系双层车的设计目的是要大量增加东北、上越新干线的输送能力，以应付日渐上升的通勤和通学的输送需求[38]，因此设计围绕提高运载能力进行而选择牺牲舒适性，例如取消了可调椅背和扶手[39]。
在二十世纪九十年代后，日本全国人口[注 6]重新开始向东京集中。因此为应对地方出现的高龄少子化现象，部分新干线沿线的自治体开始补助迁入的通勤者利用新干线通勤的交通费[40]。
安中榛名站是北陆新干线的一座秘境车站，位于山区，周遭人口密度低，离最近的安中市有一定距离，JR东日本与1999年11月利用本站附近买来的48.7公顷土地开始建设一座度假村式的定居型新城，直至2016年6月末，规划的全部601区块的土地全部售完，这是全日本首例基于新干线TOD开发的度假村。
GALA汤泽滑雪场由JR东日本集团的子公司运营，利用上越新干线的支线和市中心的车站联络。JR东日本的广告中强调该滑雪场最大的优点是交通高度便利：可以在最短75分钟内由东京站直达，因而颇受滑雪客欢迎[41]。GALA这个名字即英语中的“节日”之意，为了突出节日特征，GALA汤泽车站的工作人员会穿著和其它JR东日本车站站员不同的制服[42]。其餐饮服务也颇具特色[43]。
JR东日本在上越新干线上引入海鲜的快运。海胆和甜虾从岩手县三陆海岸、新潟县佐渡冲的产地分别发至品川站内JR自营的sakanabaccaエキュート品川海鲜店，由汽运所需的10-12小时缩短到6-7小时，取得了压倒性的时间优势，并解决了货车司机不足的问题，但因未安排专门的储运空间而被部分乘客反对。[44]
| 路线名称 | 路线 | 计画路线 | 状况 | 营运模式 | 实际距离 | 营运距离 | 最高营运速度 | 兴建计画 | 使用列车 | 营运商 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 北海道新干线 | 新青森-新函馆北斗 | 新青森-旭川 | 2016年3月26日开业（新青森-新函馆北斗） | 新青森-新函馆北斗 | 148.8公里 | 260公里/小时 | 整备新干线 | E5系、H5系、E3系、E6系、E956系“ALFA-X”（未来） | 北海道旅客铁道（JR北海道） | |
| 建设中 预计2031年开业（新函馆北斗-札幌） | 新青森-札幌 | 211.5公里 | 320公里/小时 | |||||||
| 规划中（札幌-旭川） | 新青森-旭川 | 未知 | ||||||||
| 东北新干线 | 东京-新青森 | 已全线开业：
1982年6月23日开业（大宫 - 盛冈） |
东京-新青森 | 674.9公里 | 713.7公里 | 320公里/小时（宇都宫-盛冈） | 始建新干线 | 东日本旅客铁道（JR东日本） | ||
| 240公里/小时（大宫-宇都宫） | ||||||||||
| 130公里/小时（东京-大宫） | ||||||||||
| 2002年12月1日开业（盛冈 - 八户） 2010年12月4日开业（八户 - 新青森） |
260公里/小时 | 整备新干线 | ||||||||
| 上越新干线 | 大宫-新潟 | 新宿-新潟 | 1982年11月15日开业（大宫-新潟） | 东京-新潟 | 269.5公里 | 303.6公里 | 275公里/小时 | 始建新干线 | E7系、E2系 | |
| 未成线（新宿-大宫） | 不适用 | |||||||||
| 北陆新干线 | 高崎-金泽 | 高崎-新大阪 | 1997年10月1日（高崎 - 长野）（长野新干线） | 东京-长野 | 345.4公里 | 260公里/小时 | 整备新干线 | E7系 W7系 | 东日本旅客铁道（JR东日本） 西日本旅客铁道（JR西日本） | |
| 2015年3月14日（长野 - 金泽） | 东京-金泽 | |||||||||
| 2024年3月16日（金泽-敦贺） | 东京-敦贺 | 125.2公里 | ||||||||
| 规划中（敦贺-新大阪） | 东京-新大阪 | 约127.7公里 | ||||||||
| 秋田新干线 | 盛冈-秋田 | 1997年3月22日全线开业（正式属田泽湖线（盛冈-大曲）和奥羽本线（大曲 - 秋田）） | 东京-秋田 | 127.3公里 | 130公里/小时 | 迷你新干线 | E6系 | 东日本旅客铁道（JR东日本） | ||
| 山形新干线 | 福岛-新庄 | 已全线开业: | 东京-新庄 | 148.6公里 | E3系、E8系（未来） | |||||
| 东海道新干线 | 东京-新大阪 | 1964年10月1日全线开业 | 东京-新大阪 | 515.4公里 | 552.6公里 | 285公里/小时 | 始建新干线 | N700系、N700S系 | 东海旅客铁道（JR东海） | |
| 山阳新干线 | 新大阪-博多 | 已全线开业： | 新大阪-博多 | 553.7公里 | 622.3公里 | 300公里/小时 | 500系、700系、N700系、N700S系 | 西日本旅客铁道（JR西日本） | ||
| 中央新干线 | 品川-新大阪 | 兴建中 预计2034年开业（品川-名古屋） | 品川-新大阪 | 285.6公里 | 505公里/小时 | JR自行推动兴建磁浮新干线 | L0系 | 东海旅客铁道（JR东海） | ||
| 规划中（名古屋-新大阪） | 约152公里 | |||||||||
| 九州新干线 | 博多-鹿儿岛中央 | 已全线开业： | 博多-鹿儿岛中央 | 256.8公里 | 288.9公里 | 260公里/小时 | 整备新干线 | N700系、800系 | 九州旅客铁道（JR九州） | |
| 西九州新干线 | 武雄温泉-长崎 | 新鳥栖-长崎 | 2022年9月23日开业（武雄温泉-长崎） | 武雄温泉-长崎 | 45.7公里 | N700S系 | ||||
| 规划中（新鳥栖-武雄温泉） | 约51.3公里 | |||||||||
整备新干线最高车速依照全国新干线铁道整备法-新干线铁路建设第4条至第14条规定将时速260公里/小时设为安全速度，其中东北新干线(盛冈至新青森间)及北海道新干线(新函馆北斗至札幌间)的高速化作业已向日本政府申请，在改善沿线隔音设备及高架桥隔音板强化等工程后，最高时速将解限速至320公里/小时。改善工程内亦包含次世代新干线高速试车。于2019年5月至2022年3月间，E956型"ALFA-X"列车于深夜在东北新干线之整备新干线兴建区间下以400公里/小时的车速试车。
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