日本的新幹線自1964年開始營運以來，北從北海道，南至九州，建構起全長約3280公里(*1))的鐵路網絡。以時速320公里的東北新幹線為首，除去迷你新幹線，所有列車行駛皆達到200公里以上的時速。目前每年約有4億2000萬名，平均每天約115萬名（2016年度統計）的乘客，享受著搭乘新幹線高速移動時所帶來的舒適。
已經開始的新世代車體之研發
為建立順暢的新幹線運輸系統，車體是相當重要的一環。對車體而言，具備高速、安全、舒適等功能，並達到節能減碳、及對環境的愛護，每一項都不可或缺。而成功滿足這些嚴謹條件的新幹線車款，大致上可分為兩大類。一類是「東海道」「山陽」「九州」等適合溫暖地方的車款，另一類是「東北」「上越」「北陸」「山形」「秋田」等適合寒冷或積雪地方的車款。兩者的主要車款分別為，前者東海道・山陽新幹線所使用之N700A，以及後者東北・北海道新幹線所使用之E5系・H5系。
N700A自2013年開始啟用，最早推出N700系則是2007年，迄今已過11個年頭。而E5系・H5系也不遑多讓，E5系列車自2011年開始啟用，7年來該列車活躍於第一線。N700A、E5系・H5系長期以來始終佔有其重要的一席之地，從這點來看，我們應該可以說新幹線車款幾乎達到完美的境界了吧。
其中N700A的研發者JR東海，以及E5系・H5系的研發者JR東日本，這兩家公司在2016年至2017年期間，發表了未來將致力於新世代車款研發的宣言。不論是JR東海或JR東日本，兩家公司都先行製作了測試用車款，JR東海所研發的是N700S確認測試車款(以下簡稱N700S)，而JR東日本則是採用暱稱為「ALFA-X」的E956形式車款(以下簡稱「ALFA-X」)。N700S在2018年3月已開始營運，而ALFA-X則預定於2019年春天完成。由此二車款N700S、ALFA-X所採用的新方案及發展目標來看，可預見未來在2020年代新幹線的新樣貌。
(*1) ^ 包含迷你新幹線之山形・秋田兩條新幹線。而完整規格新幹線是以營運範圍公里數為計算基準(2018年4月統計資料
徹底執行的輕量化・小型化
第一眼見到N700S時，感覺跟以往的N700A相比幾乎沒有變化。N700S保留了車體原本結構，藉由裝載新機器與新系統、及精益求精的概念，正是讓研發的腳步不斷前進的原因。即使不是那麼地華麗，N700S所採用之新方案內容卻相當豐富。最大的特徵便是車體下方所裝載的機器設備，皆徹底達到輕量化、小型化的目標。
東海道・山陽新幹線之車款變遷
※為JR西日本所屬的車款。其它車款為JR東海、JR西日本公司共同持有。
若從輕量化觀點切入，以一般附有馬達的電動車來說，其馬達部分大約140公斤，車身底盤架大約75公斤，總共可減輕215公斤左右的重量。雖然說馬達輕量化的重量比例僅佔了7噸中的3%，好比只是一臺電動車的底盤重量。但對於新幹線車體而言，必須為了以公克為單位的輕量化而煞費苦心，因此我們可以說這已經大幅度達成輕量化的目標了。
藉由機器設備的輕量化，用與原本相同的輸出功率，實現更高速運行的可能。而電力消耗比從前更少，同時提升節省能源的功效。由於輕巧的車輛在行進中減輕了噪音與震動，不但能增加車廂內乘客搭乘時的舒適性，也能減緩車輛行進間對於沿線所造成的影響。
車體的小型化也有許多的優點。比如裝置在車體下方的變壓器或電器設備也跟著變小，以往需要三節車廂空間的機器，現在只需要一節車廂便足以容納。
活用空間裝載大容量蓄電池
另一個值得關注的焦點是，該如何活用機器設備小型化之後所產生的空間。JR東海於車體裝載了足夠讓車輛自行運轉的鋰電池，未來也會進行相關測試。若能實現的話，即便基地臺提供的電力有中斷的情形，車輛也能自行運轉，如此一來，便能避免車輛在隧道內或橋梁上發生動彈不得的狀況，這點是無庸置疑的。
雖然JR東海未提到隻字片語，但筆者認為，裝載大容量的蓄電池能帶來更多的好處。若電力再生煞車裝置(regenerative brake)所產生的電力，能夠保存在蓄電池內的話，這樣的煞車裝置不論是在一般或遇到緊急狀態時，皆可立即使用，發揮小兵立大功的成效。
以馬達當作發電機，以其阻力來減弱車軸回轉力道的電力再生煞車裝置(*2)，相當於一般自小客車的引擎煞車裝置，尤其是在高速運行中仍保有相當穩定的控制力。然而，目前所有新幹線車款皆未使用電力再生煞車裝置，而是仰賴靠摩擦力來停止運行的碟煞裝置。最大的原因是，電力再生煞車裝置所產生的電力，必須要回送到基地臺，如遇到大地震造成基地臺停電，電力便無法使用。不過，若再生電力可以送往蓄電池儲存的話，即使遇到大地震，仍可啟動電力再生煞車裝置，可望縮短停止距離及操作裝置的時間。
(*2) ^ 由於「馬達」與「發電機」具有相同構造，因此也可當作發電機來使用。我們若把裝載於車體之馬達當作發電機來操作，將「動能」轉變為「電能」，使「動能」降為零而停止運轉，這便是它的構造。而所產生的電能將回送到基地台。
目標時速360公里
另一方面，JR東日本新世代車款ALFA-X的研發概念更多元，包括安全性、穩定性、舒適性、環保面、維修面服務提升等各面向。最大的研發目標是提高最快時速，並以此種車款來驗證，看能否達到以時速360公里進行一般載客服務的可能性。
東北・北海道新幹線之車款變遷
※為JR北海道所屬的車款。其它車款為JR東日本公司所屬。
E956系(ALFA-X)為測試車款。一般載客用車款系列名稱尚未決定。
在研發E5系・H5系之時，便已仔細探討過，希望以時速360公里來進行一般載客服務。然而，電力消耗的增加，提高了運輸成本。再者，必須考量降低噪音及減少震動所引發的環保課題，這些都是至今尚未實現的原因。
當研發ALFA-X之時，JR東日本便表示將著重於節約能源，詳細情形雖未明說，但我們可以想見重點應該是放在機器設備的輕量化上。同時改善碟煞裝置、以及車頂上方集電器(接收由基地臺傳來之電力)之外型，並降低因車輛行走時造成空氣大幅度振動所發出的噪音等。
接下來，把焦點放在減振裝置上，這是為了提升乘客搭乘時的舒適性，而採用全新的上下方向的減振裝置。當此裝置感應到車輛產生上下振動時，會立即反應，減緩車體搖晃情形。以往的車款雖已裝載左右方向的減振裝置，還是多少會感受到搖晃。若是裝載新款減振裝置，即使車輛速度加快，仍有望改善搭乘時的舒適感。
ALFA-X測試車款示意圖 (JR東日本提供)
由於JR東日本往年大地震時，有過上越新幹線於行進間脫軌的經驗，這次將針對ALFA-X導入全新的防震裝置。新加裝的「防震裝置檔板」只在接受到強大地震時才會啟動，例如：降低車身的搖晃、穩定因地震而面臨脫軌危機的車體等。
再者，車身與底盤之間，通常會有堅固的銷子，以幾乎無縫隙的方式連接兩者。而新裝載的「緩衝塞」能使銷子周圍暫時產生空隙，因而受到採用以進行測試。當遇到大地震時，受到直接衝擊的塞子，因被壓碎而產生空隙，緩衝塞可以減緩類似的衝擊，同時，車身的搖晃也不再那麼容易影響到底盤的裝置。因此，我們可以期待，新裝置將能抑制車輪與鐵軌之間所產生的強大力道，進而達到列車不易脫軌的成效。
外在樸實內在堅固的新車款研發
N700S與ALFA-X也有共同需要改進的地方。像是裝載於車體之機器及裝置是否能取得更精密的數據、或大量加裝的車內防盜攝影機的影像記錄，上述兩項資料都必須立即回傳給地面管制機構，亦即綜合指揮中心。雖然是不起眼的小地方，但對於新幹線的安全性及穩定性的提升，有著相當大的貢獻。當在車廂內遇到事故或機器故障等突發狀況時，綜合指揮中心能藉由遠方操控來採取行動，這是筆者認為應該更進一步所要追求的目標。
若用一句話來形容對於N700S、ALFA-S印象的話，那便是「能理所當然地進行理所當然之事」。除去速度的提升外，似乎沒有其它令人眼睛為之一亮的地方。但是，即便如此也無妨。新幹線不需要與其它東西競爭。只要它一如往常般地運行著，更快速、更安靜、更少搖晃、更加省電的話，如此一來，也就沒有任何問題了。
標題圖片：於JR東京車站公開展示之東海道新幹線新型車款「N700S」，2018年6月23日（時事）
