JR西日本のホームドア:京都駅2・5番のりばの昇降式ホーム柵

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JR西日本の京都駅では、ドア位置の異なる車種にも対応可能な「昇降式ホーム柵」が2・5番のりばに設置されています。当初はどちらも2021年度の稼働開始予定でしたが、ホーム補強工事等に時間を要したため、5番のりばは2022年度に延期されました。各ホームの稼働開始日は以下の通りです。

  • 2番のりば(米原・近江今津方面):2022年3月6日
  • 5番のりば(大阪・三ノ宮方面):2022年10月19日

JR西日本管内で昇降式ホーム柵の設置駅はこれで7駅目ですが、京都府内の駅としては初めての設置、なおかつ定期列車で連結・切り離し作業が行われるホームにおける初めての設置例となりました。

1 ホームドアの概要

タイプ 昇降ロープ式(支柱伸縮型)
メーカー JR西日本テクシア・日本信号
開閉方式 開扉(上昇) 自動(定位置停止検知・編成検知)
閉扉(下降) 車掌手動操作
停止位置 ±1000mm(TASCなし)
開口部幅 約13.0m
寸法 筐体 高さ1,300mm×厚さ250mm
支柱高さ 下降時1,300mm・上昇時2,300mm
ロープ高さ 下降時1,200mm(最上部) ・上昇時2,000mm(最下部)
ロープ素材 カーボンストランドロッド
安全装置 近接検知・支柱引き込み防止 光電センサ
ロープ挟み込み防止 圧力検知センサ
居残り検知 3Dセンサ・光電センサ

これまでの設置駅と同じく、5本のロープが支柱とともに上下する支柱伸縮型です。基本仕様も特に変わっていないと思われ、最大開口幅は2・5番のりばともに約13.0mとなっています。

一方で、盛土式ホームにホーム柵を設置するうえで必要となる大規模な補強工事を低減するため、同駅の一部では「軽量プレキャストC型ホーム柵基礎工法」という新しい工法が採用されています。

断面が「C」形状のプレキャストを用いた基礎構造
参考:高槻駅2番のりばホームドアの基礎構造

従来の基礎構造は、大径の鋼管杭および梁となる鋼材で基礎を組み立てて、その上にコンクリート床板を載せる複合構造でした。この工法は、杭の施工が1日1本程度しか行えず大型の専用杭打機も必要、盛土を大きく掘削しなければならない、高い精度が求められる工程が多いなどの課題がありました。

これに対して「軽量プレキャストC型ホーム柵基礎工法」は、超高強度繊維補強コンクリートを用いたプレキャストボックスを予め工場で製造し、それを設置することで基礎と床板の代わりになります。軽量かつ耐久性が強い、コンパクトなため搬入しやすい、従来より短く小径な鋼管杭で済むため人力で施工できるなど、生産性・施工性が大幅に向上したそうです。

2 車両ドアとの位置関係

両側のメインポストと中間のサブポストで1両分を構成する
2番のりばに停車中の平日1108C 普通 草津行き
4ドア車の普通列車が京都駅以東に足を延ばす唯一の運用

そもそも2・5番のりばに昇降式ホーム柵が採用されたのは、主にこのホームを使用する新快速・快速系統の3ドア車に加えて、同じ3ドアでもドア位置が多少異なる113系や、4ドア車の207系・321系、2ドア車の117系にも対応するためです。一方で、通常このホームに発着しない特急型車両のドア位置には非対応のようです。

実際の定期運用としては、2番のりばに平日1本のみ4ドア車が、5番のりばに1日1本のみ113系8両編成の当駅止列車が発着します。昇降式ホーム柵と国鉄型車両の組み合わせは定期列車としては初めてです[1]臨時列車を含めれば117系「WEST EXPRESS 銀河」が停車する神戸駅が最初の事例。。117系はダイヤ乱れの影響でホーム柵稼働後の2番のりばに入線した実績があるものの、定期発着する運用は設定されていません。

ホーム柵配置と車両ドアの位置関係は下図の通りです。

2番のりば(米原・近江今津方面)

5番のりば(大阪・神戸方面)

1開口の制御区分となるメインポストが車両連結部に、その間にロープを支えるサブポストが1基ずつ設置されたシンプルな筐体配置といえます。

注目すべきは国鉄型車両の停止位置です。5番のりばを例にすると、同じ8両編成でも113系は標準の停止位置より1両分前に、117系は2両分後ろに停止します。なぜこのような停止位置設定になったのかはこのあと考察しますが、上図に示した国鉄型車両とJR車両のドア位置の関係性がヒントになります。

3 ホームドアの開閉方式

3.1 開閉方式の概要

ホームドア開閉方式は以下の通りです。

  • 開扉(上昇):自動(定位置停止検知・編成検知)
  • 閉扉(下降):車掌手動操作

基本的な開閉方式もこれまでの設置駅と変わっていません。車両前面を測定する「在線検知センサ」が列車の定位置停止を検知し、ホームドアの「居残り検知センサ」が車両検知を兼任することで、編成両数に対応した範囲のホーム柵が自動開扉します。一方で、閉扉は車掌による手動操作で行われます。

システムの詳細は別記事で紹介しています。

在線検知センサとインターフェースボックス
基礎下をボックスの設置スペースに活用している箇所も

在線検知センサの配置は上図の通りです。113系・117系の停止位置と在線検知センサの位置関係を見ると、かならずJR車両とは別のセンサで検知するように配置されているのが分かります。これを元にして、国鉄車の停止位置設定が複雑化した要因を探っていきます。

3.2 国鉄車の停止位置はなぜ違う?

前述してきた通り、国鉄型車両の停止位置は標準よりもなぜか1~2両分ずれています。乗客にも乗務員にも分かりにくいことを敢えて行うのにはどんな理由があるのでしょうか[2]現行ダイヤで国鉄型車両が発着するのは5番のりばの当駅止列車だけなので、乗客への影響は少ない。

まず注目するのは車両ドア位置です。国鉄型車両とJR車両のドア位置は多少異なっており、両車をピッタリ同じ位置に止めると車両ドアとホーム柵筐体が重なってしまう箇所もあります。そのため国鉄型車両は停止位置を数十cm程度ずらし、メインポストとサブポストの間隔が狭い側に来るドアをJR車両と揃えています。

手前から順に、117系6両・113系4両および8両・標準7両の停止位置目標
これは2番のりばに米原方から入線する列車用の停目なので、在線検知センサがある上り方先頭車の位置がバラける

それでも丸ごと1~2両分もずらす理由にはならないように思えますが、数十cm程度のずれは「在線検知センサ」に大きく影響してしまうでしょう。在線検知センサはジャスト位置から±1mを定位置停止と判定しますが、その検知アルゴリズムは常に固定されているので、車種によってジャスト位置自体が異なっていては正確な判定ができなくなります

高槻駅や大阪駅などの特急停車駅では、車両に取り付けたRFIDタグから車種情報を読み取り、車種に応じた検知アルゴリズムを設定するシステムが導入されています。しかし2・5番のりばは特急が発着しないうえ、国鉄型車両は既に引退が近いことから、わざわざRFIDを設置するのは非効率と考えられます。

そこで、同じ編成両数でも車種ごとに停止位置を1両分以上ずらして、それぞれの位置に専用の在線検知センサを設けるという逆転の発想をしたのではないでしょうか。

4 連結・切り離し作業時の取り扱い

冒頭でも述べた通り、2・5番のりばは定期列車で連結・切り離し作業が行われるホームにおける初の昇降式ホーム柵設置例となりました。その際のホーム柵取り扱いは別記事にまとめています。

5 おわりに

以上のように、基礎構造の見直しによる施工性向上、特殊な停止位置設定、分割・併結に対応した制御システムといった新しい要素が多く取り入れられました。

JR西日本の近畿エリアでは2027年度までに25駅78番ホーム(整備済みの駅も含む)でホームドア・昇降式ホーム柵が整備される予定です。他の駅でも京都駅での実績が活用されていくでしょう。

出典・参考文献

脚注

References
1 臨時列車を含めれば117系「WEST EXPRESS 銀河」が停車する神戸駅が最初の事例。
2 現行ダイヤで国鉄型車両が発着するのは5番のりばの当駅止列車だけなので、乗客への影響は少ない。

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