コンピュータシミュレーションで鉄道の安全を守る

大地震から新幹線を守るシミュレーション

大地震が起きた時、新幹線は、どういう動きをするのか？　それを確認するために、実際に時速300kmで新幹線を走行させ、地震を起こす実験はできません。そこで重要になるのが、コンピュータを使った力学的なシミュレーションです。列車の走行スピードやレールの状態、加わる地震の力など、走行中の車両に働く力の種類や大きさを変えながらコンピュータ解析することで、大地震の際にどんなことが起こるかを探ることができます。もちろん、鉄道会社は、出されたシミュレーションの結果を鵜呑みにするのではなく、実験装置を用い、シミュレーションがどれくらい現実に近い状態を作り出せているのかを検証しながら、シミュレーションの精度を高めていきます。

メンテナンスが鉄道の安全性を担保してきた

このように、コンピュータでの解析と実験での検証が鉄道の安全性を担保するわけですが、列車の動きの解析にコンピュータが導入されるようになったのは、比較的最近のことです。それ以前、レールの傷や車両の不具合などの問題が生じた時は、もちろん解析も行われましたが、すべての原因を究明できたわけではないため、鉄道会社では、メンテナンスにコストと労力をかけることで、安全性を確保してきました。しかし、コンピュータ解析で不具合の原因を究明し、予防策が打ち出せるようになれば、メンテナンスの費用負担を軽減することができます。そうなれば、コストを抑えながら安全性を確保することもできるのです。

鉄道で途上国のインフラ構築に貢献

日本の鉄道システムは、世界でも屈指の安全性と快適性を誇りますが、これをより低コストで実現できれば、鉄道網の整備を進めている発展途上国への鉄道システムの輸出も可能になります。途上国で鉄道が整備されれば、人や物の移動が活発になるため、経済の発展につながります。しかも、鉄道は、航空機や自動車に比べ環境負荷も小さいため、環境と経済を両立することもできるのです。

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先生情報 / 大学情報

上智大学理工学部機能創造理工学科教授曄道佳明先生

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力学、理工学

メッセージ

あなたに伝えたいことは、「自分自身で殻を作らない」ということです。
理工学部に進学をめざす人にとって、学ぶ学問分野は、機械工学、電気電子工学などいろいろな分野がありますが、そのすべてに興味を持てるような柔軟性を持って大学に進学してください。例えば私が研究している鉄道の分野でも、従来の機械工学がカバーしていた車両の運動の問題には、リニアモーターカーの出現で電磁気学も必要とされています。ですから、1つの分野だけでなく、多くの学問に興味を持って大学での勉強に備えてください。

先生への質問

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上智大学に関心を持ったあなたは

日本初のカトリック大学として開学し、創立当初から国際性豊かな大学として、外国語教育に重点を置いてきました。留学制度も充実しており、世界約80ヶ国に390校以上にも及ぶ交換留学・学術交流協定校があり、コロナ禍の2020年度、2021年度を除き、毎年約1,000人の学生が世界の様々な国や地域へ留学しています。また、少人数教育も本学の伝統のひとつです。教員と学生の距離が近く、また学生同士が率直に意見を交し合う、きわめて理想的な教育環境が整っています。他者を思いやり、社会に奉仕できる人材を育成します。