日本鐵路成形的歷史背景與準時的塑造｜從獨旅看城市與近郊的鐵道

目前多次在日本旅行、兩次的獨旅經驗，我都是以日本鐵路為主，從熙攘的城市到人情味濃厚的小城鎮，漸漸喜歡上更在地的行程，安排的路線也越趨冷門，最明顯的感受就是目的地的班次減少了！不過就算班次減少、距離拉長，我基本上不用擔心我的安排會有意外，因為日本鐵路實在是出了名的準點，要擔心的反而是自己不能玩到忘記時間呢！

接下來就透過我所見所聞來聊聊日本鐵路的發展吧！我主要是參考《準點發車》一書。

大城市的繁華緊湊與超高密度的都市圈

在《準點發車》一書中，最著眼的面向在於東京都市圈，思考方向也是日本如何在人口多達三千萬的都市圈、JR 東日本鐵路系統高達一千六百萬日運量的狀態下順利運作。

個人最近獨旅經過最繁華的地方是橫濱，也是匯集各路線的大車站，繁華熙攘的人潮與新奇的商店確實吸睛令人駐足，但是緊湊的節奏也令人窒息。但日本究竟是怎麼做到的？在超高密度的大都市中將鐵路系統維持準點？

首先，作者提及了幾個歷史因素，我列舉了三個滿認同的部份。

江戶時代的報時系統為時間感打下基礎

江戶時代的報時鐘有三種，城內的「城鐘」、由藩或市民獨立在城下町設置的「時之鐘」，以及各寺院神社設置的「寺之鐘」，也就是梵鐘，幾乎在同時全國開始設立，而梵鐘的數量高達三到五萬，充分負起報時的責任。

除了祈禱的功能，大名、武士等也都依照報時來開關城門、前往工作任務，漸漸到商家、農民等也都依據時刻來生活。在十七世紀中即有按照時刻運作的概念，也算是相當先進的。

到了明治初期，為了要文明開化而引進的鐵路系統，勢必也引進了新的時刻系統，也就是準確到「分」的概念，大約要明治三十年左右學校體系的普及後，透過教育人民才正式適應，不過具備時間感的練習，日本或許有更好的基礎才能發展迅速。

參勤交代執行大規模移動計劃的基本功

在江戶時期各地方的大名無論遠近，都必須進行參勤交代前往江戶的義務，而這是一項龐大、複雜、耗費鉅資且重複的行為，因為需要長途跋涉在限制的期限內抵達，又必須與其他大名協調宿場的住宿時間，甚至有如果碰到地位較高的大名時，需要禮讓陣屋的狀況。

在正式前往江戶前半年甚至一年就需要規劃，並且按照計畫進行，以及克服途中的困難。

這點與《準點發車》後續提及的龐大鐵路系統規劃有關，在班次繁雜、要求準點又必須解決突發狀況的情形下，日本各地都有類似大型專案計劃的經驗，有助於鐵路這項難度極高的開發項目發展。

成串發展的都市與數量眾多的停靠車站

由於參勤交代的需求，例如在東海道五十三個宿場，讓東京、名古屋、京都之間有許多城鎮發展，也讓鐵路的發展需要顧及短距離的運輸，而越多站要停留則越需要更精準的時刻，也發展出最極致的以「秒」為單位。

然而遠從奈良時代的驛站設置，就不像西方大國的邏輯是另闢筆直的大道，而是使用既有的自然步道，也很少使用馬車、馬匹等，皆是以步行為主的習慣一直延續到江戶時代，也造就各地的城市發展，並非有如其他國家透過筆直的道路連接大城市的軌跡。

由此可知，日本的鐵路發展具備著自己的歷史因素，但是又是什麼樣的技術發展、追求而誕生今日的準點發車呢？

電車動力的改變與石英錶出現追求準時

日本戰後開始大量採用電車，而以電力作為動力的列車有非常多好處，首先是動力可以分散，相較以往的蒸汽火車以煤炭作為動力，只能在車頭作為動力牽引，而電力則能分散在不同車廂，並且大幅提升加速與煞車的性能。

電車的導入也影響到駕駛員的栽培，不用顧慮煤炭可能導致的動能不穩定，大幅降低訓練門檻，讓經過訓練的駕駛員也能輕鬆做到準時抵達。

而另一個重大的影響則是石英錶的發明，精確且便宜的石英錶可以普及到每一個工作崗位上，並且能夠以「秒」為單位來實行，由電車提供的性能提升與石英錶提供的精準時間，造就 1955 年以後開始迅速飛躍的準時。

追求高良率與依靠設計系統創造穩定性

在數量有如繁星的龐雜鐵路系統中，為了追求高穩定性，是可以從零件的高良率下手。

然而單就依靠高良率仍不夠，在所謂的「系統」架構中，如果是「串聯」的邏輯，也就是前一個零件需要完美執行的情況，下一個才能運作，當串聯系統數量一大，就會導致整個系統的出錯率提升，因此在追求高良率的同時，也要設計系統來達到穩定，也就是「並聯」的架構，假使並聯系統中一個零件失靈，仍有其他作為輔助。

也就是說，日本鐵路的高穩定性，是在權衡下做出的決定，大量使用並聯會使得平時待機的零件數量增高、成本增加，卻可以提高穩定性，反之串聯是效率最高的，卻也可能增加風險。

從轉向架與彈簧的小發展創造的大影響

《日本鐵道科學完全探索》跟《準點發車》同樣提及現今的技術日趨黑盒子化，甚至有越來越難拆解維修的趨勢，而《鐵道科學》一書仍帶著讀者一步步認識火車的進展，就我觀察除了輕量化、動力等直接的進步外，反覆被提及的小改良反而是轉向架與彈簧。

轉向架解決了車體長度的問題，在行經彎道時可以迴旋車體避免翻車。隨著車速提高，下一個極限在於時速 65 公里，超速會產生振動並造成蛇行，因此只能將時速維持在 65 公里以下。戰後經過解決零式戰鬥機羽翼振動問題的航空專家協助，設計出連桿二段式彈簧，大幅提升穩定性，最高容許範圍來到時速 116 公里，1968 年左右時速已經可以來到 75 公里。

接著又有螺旋彈簧式轉向架、氣壓彈簧式轉向架，到為了追求彎道高速而出現的傾斜車體的概念，因為彎道處的壓力巨幅增加，又有導向轉向架、振動控制轉向架，經過一系列的改良，時速超過 200 公里過彎的新幹線也逐步實現了。

駕駛員與運行圖人的合作無間完成任務

駕駛員的訓練從基礎開始，到人稱獨當一面時是需要用身體感知到「機械」的變化，承載多一點人與貨物時列車會變得比較重需要加速、下雪時要如何駕駛等，非常細微的觀察是每位駕駛員所追求的，然而單靠意象訓練與實習仍不夠，背後有一個特別的職位支撐著。

「運行圖人（或稱速度人）」是提供縝密的運轉曲線圖，根據路線上的彎道、高低起伏等非常細微的因素所計算出來的最短行駛時間，透過模擬此路線的駕駛，駕駛員更可以完成一秒不差的任務。這項技術早從 1930 年代便有計算方法，而當時的運行圖人僅能依靠自己手動計算得到結論，現今已經能用電腦來做計算，只要有運轉曲線圖，就能幾乎逼近保證以秒行駛的現實。

大正時期開始連乘客都需要一起被優化

為了承載更多乘客，大正晚期已經出現更快的行駛速度、短班距、多節車廂、鐵道複線化等改良，在大正年間短短十年就把停靠時間從 2 分鐘縮短到 20 秒，並且已經開始宣達「先下後上」的觀念以達到人流的順暢，大約在 1920 年代現代火車的雛形與習慣就已經形成。

大正時期還發生了一件為了縮短停車時間的實驗，鐵路經營者所找來 200 多位學生模擬乘客，在空車時上下車、分批上下車、模擬車廂內已經很多人時上下車，試圖還想將停車時間縮短到 20 秒以內，在此時期也引進了自動門來增加效率。

時間、間距、設備人力、乘客的小餘裕

在極致的追求準點時，日本鐵路仍會創造一些小餘裕，來獲得一些餘裕，讓鐵路系統有所緩衝。

就算透過電腦計算得到的運轉曲線圖，把能想到的因素都算進去，仍可能發生不可預測的事故，因此在得到最短的行駛時間之際，仍會加上「餘裕時間」，大約在 1% ~ 3% 之間，由經驗豐富的運行圖人來根據不同路線、情況給予餘裕時間作為緩衝。

在設計運轉曲線圖時，也會一併把列車的安全間距設定出來，有了空間，就能創造出穩定系統中的停止器功能，降低連環影響的可能性。

日本車站的特點在於多且密集，這創造一個極大的優勢，每個車站都有機會作為待避線使用，可以透過每個車站的餘裕來解決問題。而預備的車輛及人員也能提供鐵路系統餘裕，在急需時派上用場。

從交通的替代方案、良好的車站設計讓等待乘客減少抱怨，這些都能給鐵路系統帶來緩衝。

日本鐵路的不可思議有限資源與大需求

相較於西方國家普遍擁有龐大的車站，紐約中央車站有 96 條提供調度的軌道，相反的，在日本東京車站的東北上越新幹線僅有 2 條，就需要調度超過 200 班次。

這固然與城市發展史有關，也與日本人的性格有關，導致就算是門面的東京車站仍不具有西方國家的規模，然而透過多車站的特性、精密的時間規劃等，讓日本的鐵道仍有極大的吞吐量與令人讚嘆的準點發車，從大正時代就開始針對乘客也想要優化流程，追求整體的效率，至今也差不多百年的追求，真的很佩服。

在日本近郊看見秩序與慢步的生活步調

看到 JR，不知道為什麼油然而生的印象都是，班次很多、速度不慢，但是一旦到了日本比較近郊的地方，就完全不是這麼一回事了，班次可能半小時、一小時僅一班，站站皆停是常態。

一開始獨旅時稍微不習慣，心想，這邊的住戶、學生不會覺得不方便嗎？坐在車站中等待思索的我，在火車準備到站時起身前往月台時，突然冒出有序排隊的居民們靜靜等候，進到車廂內後打開文庫本，坐著靜靜看書前往目的地。

此時我察覺到自己曾在台北工作的遺毒，我認為班次時間間距小、密集的班次是常態，而理所當然這樣才有足夠彈性讓生活便利，但是真的需要嗎？

在這裡的人們，有序地在固定時間出發，雖然班次不多，但日本的鐵路十分準時，仍然能在有計劃下安排，如果在火車來之前還有時間，那先把手邊的事物忙完就好？總有辦法把自己與火車時刻搭配，上車後讓它載往目的地，也能在通勤時間十足的充實自己。

目前我的感受是，在日本旅行使用鐵路，依然是個十分有把握性的選擇，不妨也一起慢下來，好好體會日本的魅力吧！