鉄道ではなくなりそうです。

 JR東日本9月13日に行った、宮城県での自動運転バス試乗会。公開されたバスは最大時速60kmで専用道を自動運転した。今後数年をめどに、バス専用道での運転支援などの形で実用化を目指すとしている。

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 傘下にバス会社も持つとはいえ、鉄道会社のJR東日本がなぜバスの自動運転に取り組むのか。実証実験の全体像を振り返りつつ、JR東日本の狙いを説明する。

●舞台は東日本大震災被災地

 技術実証の舞台は、バスによる大量輸送システムBRT」(バス・ラピッド・トランジット)を導入した宮城県気仙沼線BRTの南端に当たる、柳津駅~陸前横山駅の一区間(片道約4.8km)だ。この区間では東日本大震災で被災した鉄道路線をBRTに置き換えて運行している。

 自動運転バスの試乗時、運転手は運転席に座るものの、ハンドルには全く触らない。バスは狭い専用道を徐行で進み始め、最高時速60kmまで加速した。途中に障害物が現れると、100mほど手前から減速し、ぶつからないように停止。停留所では段差がつけられたホームとの幅を詰めるように、白線の上にピタリと停車してみせた。

●路面に埋め込んだマーカーに追従 狭い道や雨天時でも安定走行

 自動車における自動運転技術は、2030年前後の実用化を目指して世界中の自動車関連メーカースタートアップ企業が開発競争を進めている。しかし、「完全自動運転」とも呼ばれる無人で運行し、公道も走行可能な自動運転には技術的にも法的にも乗り越えるべき障害が多く、実用化には時間がかかるとみられている。

 一方で、JR東日本が開発を進めるバス専用道での自動運転は、完全な自動運転の前段階ともいえる技術で、完全自動運転よりも早い段階での実用化が見込まれる。

 気仙沼線BRTでの自動運転では、原則としてバス専用道を活用し、運行プログラム自動車の制御コンピュータに内蔵される。運行制御は鉄道のような信号システムを使い、対向バスとの間で運行制御を行う。

 車両の位置検知には路面上に埋め込んだ磁気マーカーを活用する。これは磁気で位置を伝える器具で、バスの床下に備えた磁気センサーが情報を読み取り、現在の位置を判断する。

 この方式の長所は、あらかじめ走行データを車両に内蔵することにより、比較的狭い道でも高速に走行可能なこと。そして衛星経由での位置情報取得ではないため、雨天などでも安定して走行ができる点にある。道幅が狭いBRT専用道において、路線バス型の車両で実現可能な最高速度といえる時速60kmでの自動運転を可能としている。

●将来の人手不足対応が目標

 JR東日本がバスの自動運転技術を実証する意義のうち、一番に挙げられるのは、将来的な人手不足への対応だ。

 人口減少が続く中で、鉄道やバスの運転士は人材難が深刻化している。自動運転技術の導入によって、まずは運転士の負担を軽減し、最終的には省人化を図る意義は大きい。JR東日本では、鉄道車両の運行についても一部で完全自動制御技術の開発を進めており、将来的には一部の線区で運転士が搭乗しない自動運行の導入を目指している。

 気仙沼線BRTの場合、自動運転における車両制御技術自体は自動車向けのものを使うことになるが、路線の大部分で専用道が整備されているため、専用道の範囲においては鉄道に近い形態で運行を管理することもできるだろう。

 自動車の自動運転には「自動運転レベル」という概念があり、自動運転の形態に応じて6段階が定義されている。2021年時点で販売されている多くの自動運転車は、ドライバーが主体的に運転し、自動運転システムが運転支援を行う「レベル2」の段階にあるが、数年以内には特定の条件下で完全な自動運転が可能となる「レベル3」への対応が増えてくるものと予想される。

 JR東日本では、気仙沼線BRTレベル3の自動運転技術を導入することを目指し、開発を継続していく方針だ。

 ただし、これまでに技術実証を行っているシステムをそのまま導入するという形にはならないだろう。あくまで実証段階のため、車両にはさまざまな要素技術が盛り込まれており、中には機能が重複するものもあるからだ。

●震災復興支援としての意義も

 気仙沼線BRTへの自動運転システムの展開には地域貢献という側面もある。気仙沼線はもともと鉄道路線として営業していたが、東日本大震災により壊滅的な被害を受けた路線だ。

 新たに線路を引き直すことなく、バスによる高速輸送システムとして復旧。その後、正式にBRTの路線としての免許を取得し、新しい交通システムへと転換を果たした。

 JR東日本で新規事業を担当する浦壁俊光執行役員は、自動運転バスの導入について「被災により新たな交通モードを選んでいただいた地域のためにも、そのサービスをより良いものにしていきたい。もし、全国で唯一の時速60kmの自動運転システムとして実用化できれば、気仙沼線BRTにより愛着をもってご利用いただけるのではないか」とコメントした。

●JR東がバス自動運転の実証にこぎつけられた理由

 鉄道会社であるJR東日本にバス自動運転に取り組む理由はあっても、それを実現する技術が初めからあったわけではない。これは、日本で自動運転の技術開発に取り組む9社の技術をかき集めて、一つの形にしたものといえる。

 同社は2015年オープンイノベーションプログラムを始め、新サービス実現のための技術開発に協力する企業を広く募ってきた。その結果が実ったということだ。

 この技術実証は18年度にスタート。まずは気仙沼線と同じくBRTへ転換した大船渡線で400mの短距離から検証を始め、19年度は気仙沼線の柳津駅~陸前横山駅へ舞台を移し、最高時速60kmで一区間を走行する技術を実証。21年1月には、前2回の技術実証の成果を踏まえ、JR東日本の営業車両をベースとした自動運転車両を製造した。その車両が、今回(2021年度)の実証実験で初めて活用された車両だ。

 今回の実証実験に使ったシステムは、先進モビリティ、愛知製鋼、京セラ京セラコミュニケーションシステムジェイテクト、ソフトバンク、日本信号、NEC、BOLDLYの計9社が自動運転関連技術をそれぞれ提供し、一つに統合したものだ。

各社の役割

 JR東日本BRT路線を技術検証用に提供し、運行事業者として要求仕様を見極め、各社の技術を取りまとめる。自動運転制御は先進モビリティと愛知製鋼が開発した技術を採用。これはあらかじめ道路に敷設した磁気マーカーを読み取って自動運転車を制御するという方式で、特定の区間を定期的に運行するような自動運転システムを想定して開発されたものだ。

 自動運転のための制御データの作成に当たっては、NECの技術が活用された。同社は道路情報の設計図面から線形情報や勾配を電子データに変換し、自動運転用の車両運行データとして規格化する技術を提供した。

 自動運転車両はJR東日本気仙沼線BRTで営業車両をベースに、ジェイテクトの自動制御システムを組み込んで自動運転制御に対応した。自動運転の運行管理システムには、ソフトバンク傘下のBOLDLYが開発した「Dispacher」を利用している。

 京セラ高速道路向けの無線規格ITSを使った機器を提供する。これは、運行経路上の不慮の障害物を検知して、自動運転車両を停止されるためのもの。さらに、先進モビリティの障害物検知技術を用いて、車両に組み込まれたLiDARや赤外線カメラ、ミリ波レーダーなど各種センサーの情報から、車両単体で支障物を認識することも可能とした。

 気仙沼線BRTにおける自動運転システムとしては磁気マーカーを用いた運行システムと、専用道に誤って侵入した歩行者自動車や動物を検知して自動停止するシステムさえあれば成立する。一方で、技術実証の中では京セラ製の路側監視システムと、車両側が搭載するミリ波レーダーやLiDAR、赤外線カメラステレオカメラなどさまざまな障害物検知のためのレーダーも備えるなど、機能が重複する障害物検知の仕組みもある。

 若干オーバースペックに思える部分もあるが、それは現時点ではさまざまな要素技術を検証し、商用化に向けて有望な技術を選定するという意味合いもある。

 そして、さらに先の一般道も含めた自動運転バスでの運行も視野に入れているという。そのための要素技術の一つとして、ソフトバンクが提供している高精度位置測位システムichimill」も搭載された。

 無人運転の実現のためには、車両内での異常を検知するための仕組みも必要となる。車両内部にはカメラを配置し、乗客の状態をリアルタイムモニタリングできる仕組みを用意した。この映像伝送のために、通信環境の確保が難しい狭いトンネル内での通信も確保できるよう、法人向けの通信規格「プライベートLTE」による無線中継システムを構築した。これには京セラコミュニケーションシステムが製造している機器を活用している。

 浦壁氏は「将来的にどのような形で実装するかは未定だが、まずは運転支援の仕組みとして導入し、できるところから初めていきたい」としている。

 ただ、バス専用道だからといって一般道とは完全に別物かといえばそうではない。気仙沼線大船渡線BRTシステムの一部には一般道を経由するものもあるからだ。BRT転換後には、バス停の設置だけで経由地点を追加できる運用面の柔軟さを生かして、地域の病院を経由するルートを新設した例もある。

 つまり、これらのBRTで自動運転システムを導入する場合、一般道での自動運転についても視野に入れる必要がある。その点について浦壁氏は「公道へのBRTシステムのための設備導入や安全面での対策など、地域の理解が必要となるが、導入するからには一般道を含めた全線への展開を目指していきたい」と展望を示した。

●すでにある鉄道路線を敷き替えるほどの優位性はない

 自動運転BRTの運用面でのコストについては、ローカル線で鉄道を運行するコストに比べると大幅に抑えられる可能性がある。BRT専用道のメンテナンスにかかる費用は、鉄道路線の整備と比較すると大幅に低減できる他、車両制作コストも、在来線鉄道車両は一般的に1車両あたり1億円程度の製造費用がかかるとされているが、自動運転バスの車両の費用は量産が進めばその半額程度に収まる可能性があるという。鉄道と比べて製造できる事業者が多いバスの場合は、より量産しやすいという点でも利点はある。

 しかし、専用道の整備のためには大きなイニシャルコストがかかる。その点も考慮すれば、すでに鉄道が存在している地域でBRTへと転換する可能性は大きくはないだろう。

鉄道会社のJR東日本がなぜ自動運転バスに取り組むのか


(出典 news.nicovideo.jp)