協調運転

協調運転（きょうちょううんてん）とは、2両以上の動力車を連結（重連運転）し、相互に協調しながら運転を行うこと。

広義には、総括（一括）制御のできない動力車にそれぞれ運転士が乗り込み、汽笛で合図をする等の方法により個々に速度制御を行うことまでを含むが、本項では、保安上・その他運行上の理由で電車と気動車など動力形式が異なる列車を、運転時の制御形式を揃えるなどして、それらの動力を機械的に協調させて運転させる仕組み、そのような運転について記述する。

電車と電気機関車の協調運転

189系電車と協調運転を行うEF63形電気機関車

1997年（平成9年）9月30日限りで廃止された信越本線横川駅 - 軽井沢駅間の碓氷峠越えで電車と電気機関車の協調運転が行われていた。

この区間は、勾配66.7パーミルを含む区間であることから、この区間では電車は無動力のまま、専用の電気機関車であるEF63形の重連により牽引（下り列車=上り坂は推進）していた。

しかし保安上の理由によりEF63形電機での牽引・推進両数が8両に制限されていたため、1968年より、輸送力増強のために同形と協調運転可能な電車（169系・489系・189系）が製造された。これは、EF63形電機からの指令で、電車側でもある程度の推進力やブレーキ（発電ブレーキ）力を発生させて、EF63形電機の負担を減らすもので、これによって最大編成両数が12両となった。

なお客車列車・貨物列車がこの区間を走行する場合（牽引機は信越本線用のEF62形限定）は、下り線（上り坂）は運転士間の無線通信により個別制御の機関車（前部のEF62形と後部のEF63形重連）を協調させる方法で、上り線（下り坂）のみEF62形とEF63形重連での前部EF63形からの重連（3重連）総括制御により協調運転を行っていた。

電車と気動車の協調運転

研究と試行錯誤

元々は、日本国有鉄道が気動車による多層建て列車を多数運行していた昭和40年代より研究されていた分野である。

当時気動車による多層建て列車を運行していた背景として、ローカル線と幹線との直通列車の要望が高かったことがある。しかし同時に幹線において電化工事が行われたことにより、電車と比較して速度が遅い気動車列車を運行することでダイヤ作成時に気動車列車のことを考慮に入れると、前後の電車列車との間に余裕を見なくてはならないことや何らかの運行に支障をきたす障害が起きた際に回復させる能力が速度の違う列車が運行されることでその列車に合わせなくてはならないことから、電車牽引による気動車列車の運行の可否及びその効果について研究されていた。

当時は急行列車がいわゆる優等列車として標準的であったことや、運用上多かったことから急行形車両とされたキハ58系と165系とで試験が行われた。しかし、良好な結果が得られなかったことから採用は見送られた。

「ゆぅトピア」の登場

485系電車と併結する「ゆぅトピア」

電車と気動車の総括制御が再び脚光を浴びたのは、1986年（昭和61年）12月27日に運行を開始した、大阪駅から北陸本線を経由して当時非電化であった七尾線へ直通する特急「ゆぅトピア和倉」の運転の際である。

当時の国鉄金沢鉄道管理局が、七尾線の活性化・増収施策に取り組む中で、大阪 - 和倉温泉間の直通列車を運転することになった。検討期間や製作期間が短く、大きなシステムの変更や線路など設備改修が必要でなく、エル特急「雷鳥」並みの到着時間になることから、485系電車の後ろにキハ65形気動車改造のジョイフルトレイン「ゆぅトピア」を連結する形を採用した。

このケースでは、気動車が電車の後部に無動力で牽引され、ブレーキのみを協調制御し、サービス用電源は自車で供給、走行用機関は原則停止状態で大阪 - 金沢間を運行し、金沢 - 和倉温泉間は自力走行で運転されていた。この列車は、七尾線の電化開業にともない、1993年（平成5年）8月31日で運転を終了している。

JR西日本での運用

JR西日本では「ゆぅトピア」以降、いくつか電車と気動車を併結した列車が運行された。

1988年には「ゆぅトピア」とほぼ同様の「ゴールデンエクスプレスアストル」が登場した。もっぱら団体列車用であったが、「ゆぅトピア」と同様のブレーキ協調運転が可能で「ゆぅトピア」の検査時の代走で「ゆぅトピア和倉」で運行されたり、「雷鳥」に大阪 - 富山間連結されて高山本線富山 - 高山間を自力走行した臨時特急「ユートピア高山」でも運転された。

485系（後に183系へ改造）を用いたエル特急「北近畿」でも、気動車であるキハ65形改造の「エーデル丹後」や北近畿タンゴ鉄道所有のKTR8000形気動車を使用した「タンゴディスカバリー」を連結して福知山線内で8両編成で運行をした実績もあるが、これも「ゆぅトピア和倉」+「雷鳥」と同じ方式であった。

なお、現在のJR西日本では電化の進展や車両の老朽化などによって、協調運転は行われていない。

完全な協調運転

協調運転する「オランダ村特急」と「有明」		731系電車と併結するキハ201系気動車

実際に協調運転で電車・気動車の両方を動力車として運行された事例としては1989年4月29日 - 1992年3月24日に運行されたJR九州のキハ183系1000番台「オランダ村特急」と485系「有明」の協調運転があげられる。

1987年7月からJR九州とJR総研で電車・気動車の動力協調運転システムの研究開発が始まり、1988年3月に試作品が完成、JR総研で電車・気動車の動力協調運転に成功した。JR九州では列車本数が多い博多 - 鳥栖間では臨時列車の運転が困難な時間帯があった。また、九州内の観光地は非電化区間にあるものも少なくない。これらの観光地に直接乗り入れが出来るように電化区間は当時主力だった485系と併結して協調運転して、非電化区間は自走するイベント気動車「オランダ村特急」を製作した。当初は「オランダ村特急」側からのみ協調制御が出来る暫定システムで「オランダ村特急」が前だったが、後に485系側からも協調制御が出来るシステムになり、「有明」が前になっている。

1997年（平成9年）3月22日よりJR北海道で731系電車とキハ201系気動車との協調運転が始められた。総括制御が電車側、気動車側双方で可能となった。2011年現在では日本で唯一、電車と気動車の協調運転が行われている。

参考文献

• 『鉄道ジャーナル1989・8月号 No.274』鉄道ジャーナル社