新幹線はなぜ人気！？鉄道オタクがハマる高速鉄道の魅力とは

新幹線は北海道まで行くことができるようになり、本州から新幹線に乗って北海道まで行けるようになりました。

整備新幹線として建設された路線の1つで北海道新幹線があり、青森から北海道を結ぶ路線としてJR北海道が運営しています。

東北新幹線と接続して相互直通運転が行われ、東北・北海道新幹線と称されることもあります。

2005年に新青森駅から新函館北斗駅までが着工され、2016年3月26日に同区間で開業され、本州と北海道を結ぶ路線として運行されています。

新函館北斗駅から札幌駅までは2031年に開業する予定となっており、その後は旭川市まで延伸する計画が立てられています。

新青森～新函館北斗間は1時間1分で行くことができ、東京～新函館北斗間は最短4時間2分で行くことができます。

在来線との共用区間である青函トンネルも通るため、青函トンネル内では時速140㎞までで走行され、それ以外の区間は最高速度が時速260㎞で走行されています。

開業後の区間の約7割がトンネルになるため、トンネル内に携帯電話の電波が受信できる設備がないため、新幹線の車内で携帯電話を使用する場合は出入り口に基地局を設け、光ファイバーケーブルを通す必要があります。

現時点では新幹線の運営に課題があるので、今後運営していくためにはこれらの課題について考えていく必要があります。

開業区間は現時点で新青森駅から新函館北斗駅までで、その間に奥津軽いまべつ駅・木古内駅があります。

青函トンネルを通ることから、新幹線としては津軽海峡を渡ることになり、貨物列車も通ることから退避施設も設けられています。

計画では札幌駅までの区間が決められており、2031年春の開業を目指して計画が進められています。

北海道新幹線の列車は、ほとんどが東北新幹線との直通運転によるもので、1時間に1本の割合で運行され、列車の名称も東北新幹線と一体的なものになっています。

「はやぶさ」は東京・仙台～新函館北斗間で運行され、大宮～仙台間はノンストップで走行され、宇都宮～盛岡間では時速320㎞で走行しています。

「はやて」は盛岡・新青森～新函館北斗間で運行され、盛岡～新青森間は整備新幹線であることから最高速度は時速260㎞となっています。

使用されている車両はE5系・H5系で、E5系はJR東日本が所有し、H5系はJR北海道が所有しているもので、それぞれ10両編成となっています。

北海道新幹線の特有の設備として、在来線と共用する青函トンネルでは、三線軌条区間で導入されている設備を設置し、トンネル内で安全に走行できるようにしています。

青函トンネルは貨物列車も利用するため、JR貨物とのダイヤ調整を進めており、ダイヤに新幹線専用枠を設けるか、「貨物新幹線」構想も検討されています。

冬季は厳しい気候になるため、除雪した雪の処理をしやすくした高架橋を採用し、電気融雪器やエアジェット式ポイント除雪装置、スノーシェルターを整備しています。

新幹線では様々な車両が運行されており、各路線で特長のある車両が走行しているので、魅力が感じられます。

在来線の車両よりも大きいのが特長で、通常の営業で旅客列車として使用されることが多く、高速走行ができるように様々な技術が導入されています。

フル規格の新幹線で、幅3.4m×高さ4.5mとサイズは大きく、軽量化を進めていくため車両全体で強度を保つ構造になっています。

当初は車両に普通鋼が使用されてきましたが、東北新幹線や上越新幹線が開通してからはアルミニウムが使用されるようになり、現在ではアルミニウム製が主流になっています。

現在の新幹線の車両は、1両あたり2～3億円といわれており、車両の製造を行っているメーカーは日本車輛製造や川崎重工業など7社です。

先頭形状は走行中の空気抵抗などを考えて設計されており、時代が進むにつれて先頭形状も変わっており、速度の向上にもかかわっています。

走行に使用する車両は時代が進むごとに代わっていき、使用する車両にはそれぞれ「○○系」というように分類されています。

1964年の東海道新幹線の開業からは、しばらくの間0系が長期にわたり運行されており、38次のマイナーチェンジを重ねながら多くの車両が製造されました。

東北新幹線と上越新幹線が開業してからは200系が運行されるようになり、国鉄民営化後は新規路線用の開発やサービス向上などを目的に、様々なタイプの車両が開発・運行されています。

編成は東海道新幹線開業時に12両、その後は16両となっており、各路線によってプラットホームの長さなども影響して、12～16両の編成となっています。

0系は東海道・山陽新幹線の初代車両として長期にわたって運行され、時代に合わせて16両編成になったり、食堂車が導入されたりしました。

国鉄民営化後は「こだま」の車両として使用されることが多く、後に後継車両が導入されると使用頻度が減少し、2008年に営業運転が終了します。

100系や300系は、0系に代わる車両として運行されるようになり、長期にわたって運行されてきましたが、最高速度の向上や後継車両の導入によって2012年に走行を終了しています。

200系は東北新幹線や上越新幹線で走行されていた車両で、長期にわたって使用されてきましたが、E5系などの置き換えによって営業運転が終了し、国鉄時代から運行されていた車両が2013年時点で消滅しました。

現在運航されている車両としてN700系がまず挙げられ、700系を基本に性能向上を目指しており、新幹線では初となる車体傾斜装置を導入したことで、所要時間の短縮を実現しています。

東北新幹線や北海道新幹線では、現在E5系が運行されており、他の車両との併設運転も高速で運行されています。

北陸新幹線ではE7系が運行されており、2014年に「あさま」の車両として導入されており、翌年の延伸開業によって「かがやき」などの車両でも使用されるようになりました。

新幹線というと、在来線とは別に線路を作って車両を走行させるイメージがあり、全国規模で主要路線として展開されています。

東海道・山陽新幹線や東北新幹線などは、在来線と別に線路が作られていることから、フル規格の新幹線といわれるようになっています。

日本の新幹線の中には、在来線の線路を使用するものもあり、そのようなものはミニ新幹線と呼ばれ、秋田新幹線と山形新幹線がそれにあたります。

ミニ新幹線は、フル規格の線路を新規に建設することなく、既存の在来線を改軌したうえで新幹線路線と直通運転ができるようになっています。

ミニ新幹線は鉄道高速化の手段の1つで、新幹線と在来線が直通運転できるようになることで、走行時間が在来線の一般車両より短くなります。

ミニ新幹線は全国新幹線鉄道整備法では在来線と定義され、この法律に沿ってつくられる整備新幹線とは異なります。

あくまで在来線の改軌や高速化改良という意味合いを持ち、最高速度は在来線の一般車両と同様に時速130㎞程度となっています。

フル規格による新幹線の場合、始発が午前6時以降で終着が午前0時以前となっていることが多いですが、ミニ新幹線の場合は始発が午前6時よりも前になっていることがあります。

ミニ新幹線のメリットは、建設期間が短いこと、そしてフル規格では騒音などの影響で深夜帯の運行が禁止されていますが、軌間のみ異なる在来線のため深夜帯でも運行可能です。

接続駅での乗り換えが不要で直通運転ができるため、所要時間の短縮や利用者の負担軽減を実現させることができます。

ミニ新幹線のデメリットは、建設期間は短いものの建設に関するコストがきわめて高くなることで、全線を一度に工事しなければならないために投資金額が大きくなります。

軌間を変えずに線形改良や軌道強化を行うことで、安価で交通の分断がなく高速化が実現できるようになるため、一度に大きな資金を投入することはありません。

また、ミニ新幹線区間での速度向上効果は限定的で、在来線としての規格に制限されることから、区間での時間短縮は線形改良や軌道強化の度合いに依存します。

車両に搭載する機材はフル規格にも対応させなければならないため車両コストが増加し、改軌区間用の在来線車両を用意する必要もあります。

ミニ新幹線は山形新幹線と秋田新幹線の2路線あり、山形新幹線は奥羽本線の福島～新庄間、秋田新幹線は田沢湖線と奥羽本線の盛岡～秋田間でつくられています。

使用される車両は在来線の車両限界で設計され、フル規格のものより小型で、新幹線区間では乗降口とホームの間隔があいてしまうため、折り畳み式のステップを車両のドアに備えています。

営業用車両は山形新幹線ではE3系1000番台と2000番台、秋田新幹線ではE6系が運行されており、東北新幹線と併結して直通運転も行われています。

各路線で運行されている車両は「つばさ」や「こまち」として走行され、新幹線直行特急として多くの人に利用されています。

新幹線は現在となっては全国規模で展開されていますが、最初にできた新幹線として有名なのが東海道新幹線です。

東京駅から新大阪駅までを結ぶJR東海が運営する高速鉄道で、多くの列車が山陽新幹線と直通運転することから「東海道・山陽新幹線」という総称もあります。

東海道新幹線は世界初の高速鉄道で、日本国内の高速鉄道の中では最も長い歴史を誇ります。

東西を結ぶ東海道本線が高度経済成長下で線路容量がひっ迫していたことから、輸送力の増強を検討しなければならなくなりました。

高速運転が可能な新たな鉄道を作る必要があると考え、1959年4月20日に新丹那トンネル熱海口で起工式が行われ、つくられるようになりました。

東京オリンピックが開幕する直前の1964年10月1日に、「東海道新幹線」と名付けられて開業しました。

1987年4月1日の国鉄民営化後はJR東海が運営権を持ち、JR西日本の山陽新幹線との相互乗り入れを行うようになりました。

2018年現在では、東京～新大阪間の所要時間は最速2時間22分、最高速度285㎞/hで運行されています。

東海道新幹線は、東京・名古屋・大阪の日本三大都市を結ぶ鉄道として多くの人が利用し、1日あたり360本以上の列車が運行されています。

距離は全長515.4㎞、当初は在来線の東海道本線の線増としてつくられた経緯があり、新横浜や京都などにも停車します。

東海道新幹線に使用される車両は、開業当初から0系と呼ばれるタイプの車両が使用され、長らく旅客列車として運行されました。

0系は開業当初から多くの利用者を運び、時代に合わせて改良が進められ、後継車両の登場を機に1999年に営業を終了します。

0系に代わって、1985年に導入されたのが100系で、新幹線初のモデルチェンジ車両として様々な技術が導入されました。

最高速度の引き上げに伴い、1992年に300系、1997年に500系が導入され、このころから「のぞみ」が運行されるようになり、移動時間の短縮が進められました。

1999年に700系が導入され、300系・500系の本数が減少され、その700系をベースに「最速・快適・環境への適合」をキーワードに2007年にN700系が導入されました。

そして2016年には新型車両のN700Sが発表され、安全対策を強化した設計が進められ、2020年の営業運転を目指して取り組みが行われています。

東海道新幹線で運行されている列車は、速度に応じて3種類あり、「のぞみ」「ひかり」「こだま」が運行されています。

「のぞみ」は300系の導入に合わせて1992年に営業を開始し、現時点で最速の車両として運行され、品川・新横浜・名古屋・京都・新大阪の主要駅に停車します。

「ひかり」は開業当初から主要列車として運行され、新幹線の代名詞として人気があり、「のぞみ」登場以降も東海道新幹線の営業を支えています。

「こだま」は開業当初から各駅列車として運行され、本数は全体の約3割程度が運行されています。

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東海道新幹線を延長する形で建設され、東海道新幹線との直通運転も行っている路線として、山陽新幹線があります。

JR西日本が運営する新幹線で、新大阪駅から博多駅までを結ぶ路線で、東海道・山陽新幹線として、あるいは九州新幹線と直通運転することから山陽・九州新幹線の総称もあります。

西日本の交通網を支える路線として、1972年に新大阪駅から岡山駅の間で開業し、1975年に岡山駅から博多駅の間が開業しました。

開業してからは国鉄が運営していましたが、国鉄民営化後の1987年からはJR西日本が運営しています。

東海道新幹線で運行されている車両や九州新幹線で運行されている車両の乗り入れも行われており、双方で直通運転が行われています。

営業距離は全長553.7㎞で、駅の数は19駅もあり、山陽本線に並行するかたちで路線が作られています。

地形の関係から東海道新幹線より線形が良く、高速運転が可能となっており、東海道新幹線よりトンネルが多くなっているのも特長です。

山陽新幹線で運行されている車両は、開業当初は0系による運転が長く、民営化後は独自の車両開発と編成が行われ、時速300㎞の高速運転が可能になりました。

16両編成が主流となっている中で、山陽新幹線は4両・6両・8両といった、東海道新幹線では見られないような短編成化も見られます。

開業当初から0系が長期にわたって運行され、需要に合わせて短編成化も行われ、「こだま」を中心に2008年まで運行されました。

0系から置き換えるかたちで100系の導入が1985年に行われ、1993年には300系が導入されて高速化が進み、2012年まで「ひかり」として使用されてきました。

山陽新幹線の高速化を目指して、JR西日本は500系を開発し、新幹線初の時速300㎞を実現し、1997年から「のぞみ」の車両として運行されました。

その後はJR東海との共同開発で700系がつくられ、それをもとにN700系もつくられるようになり、2018年現在は500系と合わせてこれらの車両が運行されています。

運行されている車両は、東海道新幹線との直通で「のぞみ」があり、山陽新幹線では新神戸・岡山・広島・小倉に停車します。

九州新幹線との直通運転により、「みずほ」と「さくら」が運行されており、「みずほ」は「のぞみ」と同じ再速達車両と位置付けられています。

「ひかり」は東海道新幹線開業時から運行されている車両で、国鉄民営化後は「ウエストひかり」が運行され、後に「ひかりレールスター」として運行されました。

「ひかりレールスター」は山陽新幹線を支える車両として運行されましたが、後の「さくら」の登場により本数が減らされました。

「こだま」は各駅停車タイプの車両として、開業当初から運行されており、8両編成の500系や700系を中心に営業運転が行われています。

また、小倉駅までですが、九州新幹線の「つばめ」も直通運転で走行されており、九州地域内で運行されています。

新幹線の展開に関しては、全国新幹線鉄道整備法に基づいてつくられるようになっており、その法律にのっとってつくられた新幹線として東北新幹線があります。

東北新幹線はJR東日本が運営する新幹線で、東京駅から新青森駅まで開通している路線で、東北を縦断するかたちで展開されています。

建設の基本計画によって東京から盛岡の間で着工が行われ、1982年に大宮～盛岡間が開業し、1985年には上野～大宮間、1991年には上野～東京間が開業しました。

その後も延伸計画が進められ、2002年には盛岡～八戸間が開業し、2010年には八戸～新青森間が開業し、この区間を並行する東北本線の一部が第三セクターに移管されました。

最初の区間の開業から全線開業までは他の路線より時間がかかっており、最初に開業してから39年で全線が開通しています。

全線の距離は674.9㎞で、日本最長の距離を誇る新幹線で、線内の白石蔵王～仙台間の25.7㎞は日本最長の直線区間となっています。

東京駅から上野・大宮を経て、宇都宮・福島・仙台・盛岡・新青森と続き、東北の主要都市を結び、他の新幹線の路線との乗り換えができるようにもなっています。

東北新幹線を運行する列車は、東海道・山陽新幹線にならって「ひかり」に相当するものを「やまびこ」、「こだま」に相当するものを「あおば」としていました。

運行している車両には、最速のものでは「はやぶさ」があり、E5系・H5系が使用され、全車指定席で全線で運行され、北海道新幹線の新函館北斗駅まで走行しています。

「はやぶさ」は2011年から運行され、最高速度が時速300㎞まで出せるようになっており、東京～新青森間を最短3時間10分で行けるようになっています。

それに続いて速い列車に「はやて」があり、主に東京～盛岡間、盛岡・新青森～新函館北斗間で運行され、E2系やE5系が使用されています。

2002年に八戸駅まで延伸されたことで運行されるようになり、停車駅はダイヤ改正に合わせて変更されてきました。

「やまびこ」は東京～仙台・盛岡間で運行されており、その間の主要駅に停車するようになっており、E2系やE5系が使用されています。

各駅停車のものに「なすの」があり、東京～那須塩原・郡山間で運行され、この区間では各駅に停車するようになっています。

途中まで東北新幹線の列車に直結されて運転されている列車として、山形新幹線の「つばさ」、秋田新幹線の「こまち」が、「はやぶさ」や「やまびこ」に併結されるかたちで走行しています。

各駅停車タイプの車両として、かつて「あおば」が走行されており、1994年には2階建て車両E1系の導入から「Maxあおば」が登場しましたが、後に「なすの」に置き換えられました。

2階建て車両E4系が導入されたことで、「Maxやまびこ」や「Maxなすの」も運行されていましたが、2012年のダイヤ改正によって廃止されました。

全国新幹線鉄道整備法によって現在まで新幹線がつくられてきており、その法律による計画で建設された路線として上越新幹線があります。

JR東日本が運営する新幹線の路線で、大宮駅から新潟駅を結ぶ路線となっていますが、全列車が東京駅まで乗り入れていることから、東京駅から新潟駅まで案内されることが多いです。

1971年に基本計画が決定され着工が開始し、1982年に大宮～新潟間で上越新幹線が開業し、後に東京まで運行されるようになります。

東京～大宮間は東北新幹線の区間とされていますが、大宮駅を始終着とする列車はなく、全列車が東京駅まで乗り入れています。

群馬県と新潟県の県境を挟む区間は、三国山脈を横断することになるため、多くの区間でトンネルになっています。

新潟県が豪雪地帯であることから、スプリンクラーによる融雪設備が備えられており、県内の駅では線路やプラットホーム全体が屋根で覆われ、雪害対策が施されています。

東海道・山陽新幹線や東北新幹線と異なるのは、本州を横断する路線となっていることで、本州の太平洋側と日本海側を結ぶ路線はこれが初めてです。

路線名の「上越」は、並行在来線の上越線からつけられたもので、路線が開通している群馬（上州）と新潟（越後）に由来しています。

冬季のみ営業している区間があり、越後湯沢～ガーラ湯沢間がそれにあたり、新幹線車両が乗り入れています。

路線の距離は269.5㎞で、大宮～新潟間で10駅が展開されており、東京からでも利用できるようになっています。

上越新幹線で運行されている列車は、東京・越後湯沢・長岡～新潟間のものは「とき」、東京～高崎・越後湯沢間のものは「たにがわ」と分けられています。

開業当初は東海道・山陽新幹線にならって、「ひかり」に相当するものを「あさひ（現在はない）」、「こだま」に相当するものを「とき」としていました。

「とき」は上越新幹線の主力列車で、E2系を使用する「とき」と、2階建て車両E4系をしようする「Maxとき」が運行され、最速列車は東京～新潟間で1時間37分かかります。

「たにがわ」は東京～高崎・越後湯沢間で運行されている近距離列車で、各駅に停車するもので、E2系を使用する「たにがわ」と2階建て車両E4系を使用する「Maxたにがわ」があります。

「Maxとき」と「Maxたにがわ」は併設して運行されていることがあり、高崎駅または越後湯沢駅で分割・併合されています。

使用されている車両は、E2系がよく使用されており、2013年に東北新幹線がE5系を導入したことにより、東北新幹線から転属する形で運行されています。

上越新幹線ではE4系も運行されており、単独で2階建て車両8両編成、もしくは2編成併設で16両編成で運行され、列車名には「Max」がつけられています。

2016年からはE3系を使用した観光列車「現美新幹線」が営業運転を行い、2018年以降にはE7系が導入される予定となっています。

東京から大阪方面へ向かう路線はいくつかあり、その代表的な存在が東海道新幹線ですが、日本海側を通って向かう北陸新幹線もその1つです。

上信越や北陸地域を経由する整備新幹線で、計画ではその地域を通って東京と大阪を結ぶようになっています。

1997年10月1日に高崎～長野間が開業し、2015年に長野～金沢間が開業したため、東京から北陸地方への所要時間が短縮されました。

高崎駅から始発または終着の列車はなく、その先の東京駅まで乗り入れており、東京～大宮間は東北新幹線、大宮～高崎間は上越新幹線に乗り入れています。

JRグループ2社が運営管理をしており、高崎～上越妙高間がJR東日本、上越妙高～金沢間がJR西日本のエリアとなっています。

同一名称の新幹線が複数社で管理しているのは北陸新幹線が初めてで、長野駅で両社の乗務員が交代を行っています。

電源の周波数が50Hzと60Hzの地域をまたいで走行するため、北陸新幹線では双方の周波数に対応している車両が使用されています。

北陸地方は豪雪地帯が多いことから、スプリンクラーによる融雪設備が備わっており、駅の線路やプラットホームが屋根で覆われているなど、雪害対策がとられています。

今後も延伸する計画があり、2023年春には金沢～敦賀間が開業する予定で、敦賀駅からは政府与党のプロジェクトチームで「小浜・京都ルート」で京都～新大阪間は京田辺市を経由するルートにすることを正式決定しています。

1997年の開業時は「長野新幹線」と案内され、延伸するまでしばらくの間その名称が使用され、運行する車両は速達タイプも各駅タイプも「あさま」が使用されました。

2015年に金沢駅まで延伸されたときは、「あさま」を含めて4種類の列車が運行されるようになり、全ての列車がE7系・W7系の車両を使用しています。

2015年に設定された列車として「かがやき」があり、東京～金沢間で運行される最速達タイプのもので、全車指定席となっています。

同年に設定された列車として「はくたか」もあり、東京・長野～金沢間を走行し、東京～金沢間では「かがやき」に次ぐ速さで、長野～金沢間では基本的に各駅に停車します。

同年に設定された列車として「つるぎ」もあり、これまで富山まで走行していた特急「しらさぎ」「サンダーバード」が金沢まで短縮されたため、その代替えとして富山～金沢間で走行しています。

そして長野新幹線時代から運行している「あさま」で、東京～長野間で運行されており、この区間での各駅停車タイプとしての役割を担います。

北陸新幹線の開業後は、並行する在来線の扱いに関しては、信越本線の長野県内の区間はしなの鉄道として運行され、第三セクターの路線となっています。

北陸本線の該当区間も、県域ごとに設立された第三セクターに移管され、新潟県内ではえちごトキめき鉄道、富山県内ではあいの風とやま鉄道、石川県内ではIRいしかわ鉄道として運行されています。

新大阪から展開されている山陽新幹線は、岡山や広島などを経由して、福岡県内の小倉駅を通り、終点は博多駅となっています。

博多駅からはさらに新幹線の路線が伸びており、九州の主要な交通路として活用されている九州新幹線として営業が行われています。

整備新幹線の1つである九州新幹線は、JR九州が運営する新幹線で、正式には博多～鹿児島中央間の「鹿児島ルート」と西九州の「長崎ルート」があり、鹿児島ルートは全線開通しています。

現時点で九州新幹線は鹿児島ルートを指し、博多駅から鹿児島中央駅を結ぶフル規格の路線となっています。

山陽新幹線と直通運転を行っていることから、「山陽・九州新幹線」という総称があり、新大阪駅から鹿児島中央駅まで行けるようになっています。

当初は博多駅から山陽新幹線を延伸するかたちで計画が進められましたが、実際の建設は終点の鹿児島県側からつくられるようになりました。

1991年に八代から鹿児島までをつなぐルートとして着工され、2004年には新八代駅から鹿児島中央駅までのフル規格の路線として営業運転を開始しました。

このときの営業形態は、博多駅から新八代駅までを在来線の特急「リレーつばめ」が運行し、新八代駅からは新幹線で接続するようになっていました。

2011年に博多～新八代間が開業し、山陽新幹線との直通運転もこの時に開始され、博多～鹿児島中央間は1時間17分で結ばれるようになりました。

新八代～鹿児島中央間の先行開業では、並行在来線の鹿児島本線の八代～川内間がJR九州から第三セクターの肥薩おれんじ鉄道に移管されました。

九州新幹線では、博多駅から長崎駅を結ぶ「長崎ルート」が計画されており、現在はどのような計画で進めていくか検討が行われています。

鹿児島ルートの路線は、博多駅から熊本駅を経由し、鹿児島中央駅までつながっているもので、全長は300㎞近くまであります。

九州新幹線で運行されている列車には、山陽新幹線との直通運転が行われている「みずほ」があり、この区間で運行されている列車で最速達のものとなっています。

「みずほ」と同時に導入された列車として「さくら」もあり、山陽新幹線との直通運転も行われ、博多～鹿児島中央間でも運行されています。

「つばめ」は博多～鹿児島中央間で走行している各駅停車タイプの列車で、この区間では各駅に停車するようになっています。

部分開業時は全て「つばめ」が運行されており、全線開業後は山陽新幹線の小倉駅まで乗り入れていたことがあります。

九州新幹線を走行する車両は、「つばめ」「さくら」で使用される800系があり、最高速度は時速260㎞となっています。

全列車で使用されるN700系もあり、東海道・山陽新幹線用をベースにJR九州とJR西日本の共同開発による8両編成となっています。

N700系は山陽新幹線の区間では時速300㎞で走行することができ、九州新幹線内では時速260㎞で走行しています。

新幹線は他の鉄道路線とは異なり、かなり速いスピードで走るようになっており、そのための技術も開発されています。

路線の大部分で時速200㎞を超える速度を出しているため、在来線とは全く異なる技術が導入され、速度だけでなく乗り心地や安全面でも非常に高い水準で開発されています。

まず新幹線の路線は、在来線とは別に新規で建設した路線を使用し、「新幹線鉄道構造規則」に従ってつくられた設備の構造によって、フル規格で運行されています。

路線にはカーブが存在している箇所があり、そこでは曲率半径を大きくしてできる限り直線を確保し、脱線防止ガードを設置することで安全に走れるようにしています。

高速走行の妨げになることから、勾配に関しては最急勾配を15％までにしていますが、用地や地形の関係で規定以上の勾配が必要な場合は特別認可のかたちで設置されています。

新幹線では事故防止のために様々な設計が行われており、自動車との衝突事故を防止するために踏切を一切設けておりません。

線路内に一般の人が立ち入らないようにするため、全線立体交差としており、列車の運行妨害等の罰則は新幹線特例法で在来線より厳しくなっています。

通過列車との接触事故を防ぐため、プラットホームに可動ゲート付きの安全柵が設置され、また通過線と待機線を分けることもされています。

新幹線の乗り心地や安全性、騒音対策などについて考え、路線のレールや分岐器（ポイント）にはそれらを実現するために様々な工夫がなされています。

レールには継ぎ目の数を減らしたロングレールを使用し、東北新幹線のいわて沼宮内～八戸間では国内最長の約60㎞にも及ぶ、スーパーロングレールが使用されています。

分岐器には、通過時の振動が少ない弾性分岐器と、レール交差部の欠線部を埋めるノーズ可動クロッシングを使用しています。

分岐器に関しては、高崎駅北方にある上越新幹線と北陸新幹線の分岐で、分岐側を時速160㎞で通過できる国内最高水準で最長の分岐器が設置されています。

新幹線の駅と駅の間の距離は、中距離または長距離の輸送を目的としていることから、在来線より長く30～40㎞と間隔がとられています。

地上装置と車上装置からなる自動列車制御装置が備えられており、必要に応じて自動的にブレーキができるようになっており、速度制限を超えようとした時に作動します。

新幹線では高速運行を実現させるために、緊急時に他の列車を迅速に停車させられるように、在来線とは異なる列車防護装置が備えられています。

車両側に保護接地スイッチが装備され、緊急時に押すことによって他の列車を自動的に停止させることができます。

線路側には列車防護スイッチが設置されてあり、これを押すことで信号の回路を停止させることができ、新幹線の安全性が維持されます。

新幹線の路線では、在来線の路線でも走行できるように作られたミニ新幹線があり、在来線でも新幹線の乗り入れができるようにするフリーゲージトレインの開発も進められています。