Shinkansen heißt „neue Stammstrecke“ und meint das neue Gleisnetz auf dem die Züge fahren, die wir immer als Shinkansen bezeichnen. Aber warum ist es ein neues Gleisnetz ?

Zunächst einmal ein paar Eckdaten zum Schienennetz:

• eigenes Schienennetz (Ausnahme: Mini-Shinkansen)
• Spurweite: 1435mm
• Länge 2388 km (Stand 2011)
  422 km auf Kyushu und 350 km auf Honshu in Planung/Bau
• auf der Hauptstrecke fährt alle 4 Minuten ein Zug
• seit 1971: Mindestkurvenradius 4000m (zuvor 2500m und anfänglich nur 400m); Ausnahmen in städtischen Gebiet und Tunnel
• Gleisabstand: 4,3m
• maximale Steigung: 1,5%
• Unterbau: früher Schottbett, heute feste Betonfahrbahn
• auf Tokaido-, Tohoku- und Joetsu-Linie Sprinklersystemen gegen Eis und Schnee
• Gesetz Nr. 46: Maximal 75 dB in 20m Entfernung in bebautem Gebiet (in der Folge gibt es Geschwindigkeitsbegrenzungen)
• Schienenlänge 25m
• Weichen mit beweglichem Herzstück (Gleiswechsel bei 160 km/h)

Signaltechnik

Am gesamten Streckennetz gibt es kein einzige Signal. Man befürchtete, dass diese bei hohen Geschwindigkeiten nicht rechtzeitig erkannt werden, bevor man an ihnen vorbei ist. Die Signalinformation und ebenso Geschindigkeitsvorgaben werden über Induktionsschleifen im Gleisbett an den Zug übermittelt. Das System heißt ATC.

Die früher analoge Technik wurde digitalisiert. Es gab 6 Geschwindigkeitsstufen bis 210 km/h und 6 weitere Stufen bis 300 km/h. Mittlerweile ist die Technik noch weiter und bietet eine dynamische Geschwindigkeitskontrolle. Basis  hierfür ist das CTC (Centralized Traffic Control), das die Informationen aller Züge zusammenführt und auswertet.

Das System berechnet für jeden Zug eine Geschwindkeitsvorgabe auf Basis der Daten (Geschwindigkeit und Abstand) des vorausfahrenden Zuges. Hierdurch ist es außerdem möglich, die Zugabstände zu verringern und so den Zugtakt und die Reisegeschwindigkeit zu erhöhen. Zudem werden unnötige Bremsungen und Beschleunigungen vermieden.

Schienen: Die Spurweite von 1435mm ist ein weitere Notwendigkeit für eine stabile Fahrt bei hoher Geschwindigkeit. Die 1053mm Kapspur ist einfach zu schmal. Die Zugfahrt wäre nicht stabil genug. Zudem sind die Kurvenradien (sie müssen bei Normalspur eh größer sein als bei Kapspur) sind enorm. Die Gleise sind zudem in Kurven geneigt, damit der Drink nicht vom Tisch rutscht. Wie enorm diese Neigung ist spürt man, wenn der Zug langsamer Fährt als sonst.

Aufgeständert

Nahezu das gesamte Shinkansennetz ist aufgeständert. In Städten war die die einzige Möglichkeit, die Strecke komplett kreuzungsfrei in das bestehende Infrastrukturnetz einzugbauen. Außerhalb der Städte bot dies den Vorteil, dass sie keine Tiere in das Gleisbett verirren (vgl. ICE-Unfall 2008 mit einer Schafherde). Etwas mehr auf der makaberen Seite ist der Vorteil, dass Selbstmörder erschwerten Zugang haben.

Stromversorgung 

Das Stromnetz in Japan ist zweigeteilt. Im Westen werden 110 V / 60 Hz verwendet. Im Osten hingegen sind es 115 V / 50 Hz. Die Grenze ist entlang der Shinkansenstrecken auf Höhe Shizuoka bzw. Karuizawa. (Also nicht wundern, wenn der Rasierapparat in Kyoto leicht anders klingt also in Tokyo.)

Nun arbeitet der Shinkansen nicht mit Strom aus der Steckdose, sondern mit 25.000 V, aber auch für ihn gibt es zwei Frequenzen, eben diese 50 Hz oder 60 Hz. (Im Gegensatz dazu arbeitet die Deutsche Bahn mit 1/3 der Haushaltstromfrequenz: 16 2/3 Hz.). Daraus entstehen diverse Kuriositäten:

• Auf der Tokaido-Strecke wird der Strom durchgehend auf 60 Hz hochtransformiert. Die Spannung beträgt 25 kV.
• Auf der Strecke nach Joetsu-/Nagano-Strecke hingegen erfolgt ein Frequenzwechsel von 50 auf 60 Hz auf Höhe von Karuizawa. Die Züge müssen entsprechend darauf vorbereitet sein. Die heißt aber auch, dass Tokaido-Zügtypen auf dieser Strecke nicht fahren können. Die Spannung ist konstant 25 kV.
• Am Minishinkansen  werden die Oberleitungen der alten Kapspurzüge benutzt. Eine Nutzung von 25 kV ist wegen der dann notwendigen höheren Sicherheitsabstände nicht möglich. Daher arbeiten diese Strecken mit nur 20.000 V. Die Zugtypen des Mini-Shinkansen müssen also mit 2 unterschiedlichen Betriebsspannungen zu recht kommen, die 25 kV der Hauptstrecke und die 20 kV der Mini-Shinkansen-Nebenstrecken.

Mini-Shinkansen und seine Besonderheiten

Der Minishinkansen bildet dabei eine Ausnahme. Sowohl für den Akita- als auch der Yamagata- und der Hokkaido-Shinkansen, als Abzweigstrecken des Tohoku-Shinkansen  (zu den Strecken komme ich noch) wurden vorhandene Strecken umgebaut.

Die Spurbreite wurde auf Normalspur vergrößert, aber die Bahnhöfe blieben unverändert. Bahnsteige an der Kapspur sind aber für schmalere Züge ausgelegt und so mussten für diese Strecke schmale Züge gebaut werden (mehr dazu bei den Zugtypen).

Wegen der Kurvenradien sind auf dieser Strecke nur 130 km/h erlaubt.

Die JR-Hokkaido-Line zwischen Nakaoguni und Kikonai wurde 2015 für den Hokkaido-Shinkansen zum Dreischienengleis ausgebaut und für 200 km/h freigegeben. Hier können also Züge mit Normalspur und mit Kapspur fahren. (Ich habe es gesehen, aber kein Foto gemacht.)

Am Haltepunkt Uzen-Chitose stoppen Züge des Sanzen-Linie und der Yamagata-Linie. Die Sanzen-Linie nach Sendai nutzt die Kapspur. Die Yamagata-Linie hingegen nutzt das gleiche Gleis wie der Yamagata-Shinkensen. Damit ist die Yamagata-Linie die einzige, Normalstrecke, die auf Normalspur fährt und der Haltepunkt hat einen Bahnsteig, an dem auf der einen Seite Kapspur (1067 mm) liegt und auf der anderen Seite Normalspur (1435 mm).

Das dritte Gleis

Vor ein paar Jahren (2016) wurde der Shinkansen bis nach Shin-Hakodate verlängert und soll später einmal bis Saporro führen. Der Zug muss dafür durch den Seikan-Tunnel¹. Der wurde aber für die Kapspur gebaut und wird zudem weiter von Kapspurzügen (Frachtzüge) benutzt. Daher liegen im Tunnel jetzt Schienen für beide Spurweiten. Das Gleis besteht also aus drei Schienen. Die Oberleitungen führen 25 kV / 50 Hz, was wiederum bedeutet, dass die Frachtzüge Lokomotiven benötigen, die diese Spannung verarbeiten können. — Der Shinkansen fährt im Tunnel mit 140 km/h.

Doktor Yellow und Wartung

Es gibt einen speziellen Messzug, der regelmäßig die Strecken abfährt und das Gleisbett überprüft. Er prüft mit Lasertechnik nicht nur auf Verformungen, sondern auch auf Abnutzung und Haarrisse.

Doktor Yellow führt dies Messungen im laufenden Betrieb durch. Seine Fahrgeschwindigkeit ist also die der Personenzüge. Sprich: Doktor Yellow vermisst die Strecke mit einer Genauigkeit unterhalb von Millimetern bei 230 bis 300 km/h.

Wartungen erfolgen hingegen grundsätzlich nachts während der Betriebspause (etwa gegen 1 Uhr fährt der letzte Zug im Zielbahnhof ein; der erste Zug fährt gegen 5 Uhr los). Anders als in Deutschland muss der Verkehr nicht unterbrochen oder umgeleitet werden. Letzteres wäre auch nicht möglich.

Der Shinkansen hat nicht nur ein eigenen Schienennetz bekommen, sondern auch zum Teil neue Bahnhöfe. Die Streckenführung musste die Vorgaben, die an sie gestellt wurde (große Kurvenradien, kreuzungsfrei), berücksichtigen. Dies konnte nur selten in die bereits vorhandene städtische Bebauung integriert werden. In der Folge konnte der Shinkansen bereits vorhandene Bahnhöfe nicht immer anfahren. Es mussten neue Bahnhöfe gebaut werden, die teilweise einige Kilometer abseits der alten Bahnhöfe liegen. Die Bahnhöfe tragen dann die Vorsilbe „shin-“ für neu. Beispiele sind:

• Shin-Osaka-Station (3,5 km bis Osaka-Station, 1 Station an der JR-Kyoto-Line; keine U-Bahn-Haltepunkt)
• Shin-Yokohama Station (5,2 km bis Yokohama-Station; 3 Stationen mit der U-Bahn (Blue Line); Achtung die JR-Yokohama-Line endet in Higashi-Kanagawa und fahrt nicht nach Yokohama)
• Shin-Aomori-Station (3,7 km bis Aomori-Station; 1 Station mit der JR-Ou-Line)
• Shin-Fuji-Station (1,8km bis Fuji-Staton; zu Fuß oder Taxi !)

Bahnhof im Bahnhof

An gemeinsamen Bahnhöfen sind die Shinkansen-Banhsteige durch ein Drehkreuz vom restlichen Bahnhof getrennt. Für den Shinkansen werden zusätzliche Zugtickets benötigt. Am Bahnhof Tokyo kommt hinzu, dass hier der Tokaido-Shinkansen (JR Central) und auch der Tohoku-Shinkansen (JR East)  halten. Die Bahnsteige beider Strecken sind auch untereinander untereinander durch Drehkreuze getrennt.

Umsteigen in Toyko

… oder die Frage, warum fährt der Zug von Osaka nicht bis Sendai durch?  Tokyo Eki ist der einzige Bahnhof an dem der Tokadai-Shikansen und der Tohoku-Shinkansen halten; genauer gesagt: enden. Und ja, es war ursprünglich geplant, dass Züge durchfahren können.

Die Luftaufnahme zeigt, dass es ursprünglich geplant war. Von rechts sieht man drei Bahnsteige der Tokaido-Strecke (weiße Dächer), dann zwei Banhsteige der Tohoku-Strecke (grüne Dächer) und ganz links die kürzeren Bahnsteige der „alten“ Strecken wie z.B. Yamanote-Line und Keihin-Tohoku-Line.

4 Gleise des Tokaido terminieren deutlich am Bahnhof Tokyo. Aber zwei Gleise sind leicht gebogen, um folgen dem Verlauf der Tohoku-Gleise.  Ursprünglich war geplant, dass dies die Gleise sind, die den Tokaido nach Norden verlängern.

Das Ganze wurde aber nie realisiert.

Dahinter stehen offiziell mehrere Gründe. Ich persönlich vermute, dass vorrangig der Streit zwischen den Bahngesellschaften JR Central und JR East der Grund ist, und alle andere Gründe nur vorgeschoben.

Grund 1: Es war nie geplant. Ja Ne, is‘ klar. Warum ist dann der eine Bahnsteig krumm?

Grund 2: Nicht sinnvoll. Es ist einfach nicht sinnvoll, Züge von Osaka kommend bis Sendai oder sogar Morioka zu verlängern. Denn dies birgt die Gefahr, dass sich Verzögerungen von der Tokaido-Strecke in die Tohoku-Strecke übertragen. Es ist das einzige Argument, dass ich für sinnvoll halte.

Grund 3: Die Züge sind nicht kompatibel. Tokaido-Züge können nicht auf der Tohoku-Strecke fahren. Beide Seiten arbeiten mit einer Spannung von 25 kV. Allerdings sind die Frequenzen mit 50 Hz auf der Tokaido-Strecke und 60 Hz auf der Tohoku-Strecke unterschiedlich.

Ich lasse dieses Argument nicht gelten, da es Shinkansen-Züge gibt, die nicht nur mit den unterschiedlichen Frequenzen klar kommen, sondern auch mit unterschiedlichen Spannungen. (Mehr dazu in den Technik-Artikeln.)

Ich habe zudem gelesen, dass sich auch die Signaltechnik unterscheidet. Aber auch dieses technische Problem hätte man lösen können.

Aber selbst wen das alles stimmt. Warum fahren dann nicht trotzdem Züge beider Linien den Bahnsteig an?

Man könnte Aussteigen, stehen bleiben und auf den Anschlusszug warten. Es wäre zu schön und der organisatorische Aufwand wäre minimal. Die unterschiedlichen Spannungen hätte man auf die beiden Gleise am Bahnsteig aufteilen können (ähnlich wie es in Uzen-Chitose am Bahnsteig ein Kapspurgleis und ein Normalspurgleis gibt).

Und es gab wirklich einen Plan hierfür, der aber verworfen bzw. nie umgesetzt wurden. Der Plan wurde übrigens Ende der 80er verworfen, als der Tohoku-Shinkansen bis Tokyo Eki verlängert wurde. Und hier komme ich dann wieder zu meinem Argument, dass es der Zwist zwischen den Bahngesellschaften ist. Warum sonst wurde der vorbereitete Bahnsteig nicht angebunden und von beiden Strecken benutzt?

Meine erste Reise in 2004 war natürlich vorgeprägt durch all die Anime, die ich bis dahin geschaut habe. Folglich hatte ich eine gewisse Erwartungshaltung  was auch mich zukommen wird. Als ich einen Shinkansen und Tokyo gesehen habe, war mir klar: die Zukunft in manchen Anime ist einfach die lineare Fortführung von Japan heute.

Shinkansen (新幹線) heißt übersetzt „neue Stammstrecke“. Es bezieht sich auf das Schienennetz und meint eigentlich nicht die Züge.  Diese haben genau genommen keinen eigenen Name, daher ist es durchaus sinnvoll, den Begriff Shinkansen auch für die Züge zu benutzen.

Ein eigenes Schienennetz

Der normalen Schienenverkehr in Japan fährt auf Kapspur (1067mm). Dies ist historisch bedingt. Der Vorteil der Kapsur ist, dass sie kleine Kurvenradien zulässt, was gerade bergigen Regionen hilfreich ist. Allerdings sind mit dieser Spurbreite keine Hochgeschwindigkeiten (weit über 200 km/h) möglich.

Als in den 1960ern der Shinkansen als neue Hochgeschwindigkeitsstrecke geplant wurde, entschied man sich für die Normalspur (1435mm).¹ Dies erforderte den Bau eines komplett neuen Schienennetzes (daher der Name Shinkansen).

Der unglaubliche Vorteil ist die damit erzwungene Trennung der Hochgeschwindigkeitszüge vom restlichen Zugverkehr (Pendlerzüge, Regionalzüge, Frachtzüge, usw.).

Geschichte

Als indirekter Vorgänger kann die Minamimanschu-Eisenbahn gesehen werden, die auf Normalspur fuhr.

Erster Versuch: Erste Pläne für eine Normalspurstrecke für die Tokaido- und San’yo-Strecke wurden bereits 1939 gemacht. Das Ziel war Tokyo-Osaka in 4,5 Stunden. Der Baubeginn war 1940. Die Bauarbeuten wurden dann aber im Krieg eingestellt und nicht wieder aufgenommen.

der erste Versuch: In den 1950ern wurde die Planungen wieder neu aufgenommen. Bereits jetzt entschied man sich für Triebzüge (ohne Lokomotive). An der Normalspur wurde festgehalten.

Als erster Prototyp kann der Zug Odakyu 3000 SE, Baureihe 20 (BR 151) angesehen werden, der allerdings auf Kapspur fuhr. Er erreichte 1959 mit 163 km/h einen Geschwindigkeitsrekord.

• 1958 wurde die Strecke Tokyo-Osaka genehmigt.
• Baubeginn war am 20.04.1959.
• 1962 erfolgte die erste Testfahrt auf dem Streckenabschnitt ShinYokohama – Odawara

Tokaido-Shinkansen: Der erste große Meilenstein war die Eröffnung des Tokaido-Shinkansen (Tokyo-ShinOsaka) am 01.10.1964 anlässlich der olympischen Spiele. Damals hatte die Verbindung bereits einen 30-Minuten-Takt. Mit Spitze 210 km/h schaffte der Zug die 515,4 km in 3 Stunden 10 Minuten.²

• 1967 wurde der 100.000.000ste Passagier befördert.
• 1970 wurde anlässlich der Weltausstellung in Oosaka der Tokaido-Shinaknsen auf 16 Waggons erweitert, die bis heute Standard ist.
• 1976 wurde 1.000.000.000ste Passagier befördert.

San’yo-Shinkansen: 1967 war Baubeginn der Verlängerung der Strecke von Osaka nach Westen bis Hakata auf der Insel Kyushu. Die Strecke bis hinunter nach Hakata ging am 10.03.1975 in Betrieb.

Tohoku- und Niigata-Shinkansen: 1971 war Baubeginn für den Tohoku-Shinkansen. Dabei wurde die beiden Strecken nach Sendai und Niigata gleichzeitig in Angriff genommen. Erst 1982 ging die Tokohu-Strecke in Betrieb, endete aber nördlich von Tokyo in Omiya. 1985 war die Strecke bis Ueno verlängert.

Da es ab jetzt etwas unübersichtlich wird, folgen die weiteren Daten chronologisch und nicht nach Strecke getrennt.

• 1974 war Baubeginn für den Narita-Shinkansen. Der Bau wurde 1987 eingestellt. Die Anbindung des Flughafen erfolgt heute um den Limited Express NEX (Narita Express) von Japan Rail (JR) und dem Keisei-Liner.
• 1981 erreichte die Franzosen vergleichbare Geschwindigkeiten
• 1983 wurde Zeitkarten für den Shinkansen eingeführt
• 1985 wurde Doppelstockwagen für 100er Serie eingeführt

Zwischenstand: Ende 1980er gab es 1831 km auf 4 Strecken. Der Shinkansen hatte 85% Marktanteil auf der Strecke Tokyo-Oosaka. Zudem wurde die Reisegeschwindigkeit auf 300 km/h erhöht.

Krise: 1987 führte die Finanzlage zur Aufspaltung und Privatisierung der japanischen Bahngesellschaft JNR in mehrere Gesellschaften: Japan Rail East, Japan Rail Central, Japan Rail West, Japan Rail Kyushu sowie Japan Rail Hokkaido.

JR Central übernahm den Betrieb der Tokaido-Strecke von Tokyo bis Osaka. JR West übernahm die San’yo Strecke. Alle Strecke westlich von Tokyo (Tohoku- und Niigata-Shinkansen) gingen an JR East.

• 1991: Umstellung der Beziehungen zwischen den Gesellschaften
• 1992: Yamagata-Linie mit Baureihe 400 (Fukushima-Yamagata)

Ich muss das Datum noch mal prüfen, aber 1992 dürfte das Jahr sein ab dem der Tohoku-Shinkansen bis Tokyo Eki führte.

• 1997: Akita-Linie mit Baureihe 3E (Morioka-Akita)
• ab 1997: Ausbau des Hokuriku-Shinkansen (Nagano-Kanazawa)
• 1999: Baureihe E3-1000 + Verlängerung der Yamagata-Linie nach Shinjo
• ab 2002: Ausbau des Tohoku-Shinkansen (Hachinohe-Aomori)
• ab 2004: Ausbau Kyushu-Shinkansen (Hakata-Kagoshima)
• ab 2004: Ausbau des Hokkaido-Shinkansen
• 2012: Freigabe des Seikan-Tunnel für den Shinkansen
• 2015: Freigabe des Shinkansen bis Kanazawa

Der Shinkansen heute (einige Fakten)

• Heute wird der Shinkansen durch 6 separate Gesellschaften: JR East, JR West, JR Central, JR Hokkaido, JR Shikoku, JR Kyushu betrieben.
• Täglich verlassen 600 Shinkansen den Hauptbahnhof Tokyo auf 10 Bahnsteigen. Das ist ein 3-Minuten-Takt. … In your face Deutsche Bahn.
• Die kumulierte Verspätung aller Züge am Tag beträgt weniger als 5 Minuten, das sind weniger als 6s pro Zug.
• Der Shinkansen bewältigen 30% des Passagieraufkommen im Zugverkehr.

Geschwindigkeiten:

• Durchschnittgeschwindigkeit des Nozomi mit Stops: 206 km/h
  (Strecke: Tokyo-Oosaka, 4 Stops, 2h 30min)
• aktuelle Höchstgeschwindigkeit im Regelbetrieb: 320 km/h
• Höchstgeschwindigkeit im Test: 433 km/h
• Test für Regelbetrieb mit E954 und E955: 360 km/h

Zum Vergleich: Rekord von Siemens Velora E mit 404 km/h (2006). Der TGV verkehrt mit 320 km/h und hat ein Maximum von 360 km/h. Der deutsche ICE schafft im Betrieb „nur“ 300 km/h.

Hayai: Der Shinkansen ist schnell. Hier ein video von Durchfahrten des Shinkansen in Bahnhöfen. Zur Erinnerung: Ein Waggon ist 25m. 16 Waggons machen 400m Zuglänge. Nach 6 Sekunden ist der Zug durch.

Sicherheit / Unfälle:

• Eigenes Schienennetz (Ausnahme „Mini-Shinkansen“)
• Niveautrennung des Schienennetzes (nahezu durchgängig auf Stelzen)
• Unfälle mit Toten: 0 (nicht berücksichtigt: 1 Selbstmord im Zug)
• Unfälle mit Personenschäden: 0
• Unfälle: 8 (4x durch Erdbeben)
• Entgleisung: 4 (3x durch Erdbeben, nur 2x im Regelbetrieb)

Hier eine Auflistung:

• 20.04.1965: 6,1-Erdbeben mit sicherem Notstop der Züge
• 25.04.1966: Bruch einer Radsatzwelle, keine Entgleisung
• 21.02.1973: Entgleisung in einer Weiche durch Fahrfehler bei Betriebsfahrt; nachfolgende Züge im Passagierbetrieb wurden sicher gestoppt
• 30.09.1991: blockiertes Rad und Materialschaden in Folge
• 17.01.1995: 7,3-Kobe-Erdbeben; kein Zugebetrieb da früh morgens ereignet
• 27.06.1999: Schäden bei Tunneldurchfahrt
• 09.10.1999: Schäden bei Tunneldurchfahrt
• 23.10.2004: 6,8-Erdbeben, Schnellbremsung, aber 8 von 10 Wagen entgleisen; erste Entgleisung eines Shinkansen im Passagierbetrieb (2 Wochen nach meinem Urlaub, Glück gehabt)
• 11.03.2011: Während des großen Tohoku-Erdbeben (Stärke 9.1) kam es zu knapp 2000 Schäden auf 500km Strecke. Es gab aber nur eine Entgleisung und diese bei einer Testfahrt, die während des Bebens stattfand.

Bis heute gab es keinen tödlichen Unfall mit dem Shinkansen und auch keinen Unfall mit Verletzten. (Theoretisch gibt es einen tödlichen Zwischenfall in einem Shinkansen, den lasse ich aber nicht gelten, da es sich hierbei um einen Suizid handelt.)