日本國鐵203系電聯車

日本國鐵203系電力動車組
日本國鐵203系電力動車組
	203系列車（2008年11月10日攝於龜有站）
概覽
製造	川崎重工業; 東急車輛製造; 日本車輛製造; 近畿車輛
車輛總數	170
製造年份	1982年、1984年－1986年
投入服務	1982年（量產先行車）
技術數據
列車編組	6M4T
車輛長度	20,000mm
車體闊度	2,800mm
車體高度	4,086mm
軌距	1,067mm
轉向架	0番台：非直接連接轉向架; 動力車：DT46A型; 無動力車：TR234型; 100番台：無枕梁轉向架; 動力車：DT50A型; 無動力車：TR235A型
車輛載客量	車頭：座位 48人、站位 88人; 中間車廂：座位 54人、站位 90人
編組載客量	1,424人
營運速度	常磐線路段：90km/h; 千代田線路段：80km/h
設計最高速度	110km/h
起動加速度	3.3
常用減速度	3.3
供電制式	1,500V 直流電
牽引電動機	直卷整流子電動機; 0番台：MT60型; 100番台：MT60A型
電動機功率	150kW/台
牽引功率	3,600kW
傳動比	1:6.07
控制裝置	閘流體斬波器（CH1A）; 弱界磁控制（CS53A）
驅動裝置	中空軸平行彎曲萬向接頭傳動
制動方式	電磁直通制動、手動制動（再生制動並用）
安全防護系統	初期：ATS-S、ATC-4A; 現時：ATS-SN、ATC-10

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203系是日本國有鐵道（日本國鐵）自1982年（昭和57年）^{[P 2]}^:64至2011年（平成23年）9月26日^{[P 3]}^:57部署於松戶電車區^{[P 4]}^:72（現松戶車輛中心），取代103系1000番台^{[P 2]}^:64服務常磐緩行線及直通千代田線班次的通勤型電力動車組。所有列車在國鐵分割民營化後全數由東日本旅客鐵道（JR東日本）接管^{[P 4]}^:72，並一直服務至退役。

203系退役後部分列車被售予菲律賓國鐵及印度尼西亞的雅茂德丹勿電鐵^{[O 1]}^{[O 2]}^{[P 5]}。

概要

背景

在製造本系列前，日本國鐵以103系1000番台列車服務常磐緩行線及直通帝都高速度交通營團（簡稱營團，為東京地下鐵的前身）千代田線。由於103系採用抵抗控制方式及發電制動設計，高速運行時會散出熱力；再加上千代田線有較多狹窄的單線隧道路段，未有足夠冷空氣冷卻機器。這個惡性循環結果令隧道和車廂內的溫度上升，機件因長期於較高溫度環境操作而加速老化，甚至出現高溫警報誤鳴的情況。另外，103系1000番台列車由於起動加速度需要保持與營團協定的每秒3.3公里每小時而未能安裝空調，使列車的環境更為惡劣。

再加上103系行駛時比千代田線自1971年開始採用電機子斬波器控制及再生制動的6000系耗用更多電力^{[N 1]}，故國鐵需就103系比6000系多耗用的電力向營團支付電力費用。而營團方面亦曾要求國鐵儘早更換以斬波器控制的列車取代103系^{[P 2]}^:64。

設計方針

為了解決上述問題，日本國鐵以使用電機子斬波器控制的201系為基礎進行開發。但因為千代田線路段坡度較急及受與營團協定的起動加速度限制^{[P 6]}^:25，日本國鐵決定採用鋁製車體，透過降低車體重量來減輕電動機的負荷。最終203系以較103系1000番台低的動拖比^{[N 2]}達成要求的加速度，成功降低製造成本^{[N 3]}^{[P 7]}^:22。

生產及上線

作為試製車的首列203系（マト51編組^{[P 7]}^:25）於1982年投入營運。其後1984年（昭和59年）有7列0番台量產車（マト52－58編組^{[B 1]}^:72）投入營運。

而1985年（昭和60年）製造的9列100番台列車（マト61－69編組^{[B 1]}^:72），則參考同時期的201系輕裝車^{[P 7]}^:25及205系^{[P 7]}^:25的設計，進一步降低生產成本。

採用該年投入運營的205系使用的無枕樑式轉向架，以降低製造成本及減低車輛重量。

而被取代的16列103系1000番台列車，其中56輛於1984年被改裝為105系500番台，然後被轉到關西地區營運。而其餘104輛則陸續轉往常磐快速線、成田線（我孫子－成田段）繼續服務，整個轉配過程於1986年（昭和61年）完成。

登場以來、全編成が松戸電車區（國鉄時代）^[1]→松戸車両センター（民営化後、JR東日本）所屬^[1]となり、常磐緩行線および直通先の営団地下鉄千代田線で運用されていたが、2010年からE233系2000番台による置き換えが開始され、2011年 9月26日をもって全編成が営業運転から離脫した^[2]。

技術及構造

203系マト51編組的車輛編號牌

203系マト62編組的車輛編號牌

車體

203系整個車體均以輕量鋁合金製造，是自生產至1969年（昭和44年）的301系以來第二款採用鋁合金製車體的型號。由於鋁合金遠比碳鋼輕，故203系可使用比103系低的動拖比（103系：8M2T；203系：6M4T）即能達成與營團協定的起動加速度，且行駛時的噪音也有所減少。由於列車需要行駛一定的地下隧道路段，203系按法例規定，與列車兩端的中央部分安裝了貫通車門，當遇上事故時可用作疏散乘客之用。

而203系車頭正面的設計並沒有沿用以往的設計，反而參考了6000系的設計，其上半部分及底部均向後傾斜，形成一個半流線型的設計。而方向幕、班次編號顯示器、日本國鐵的標誌（被JR東日本接管後則換裝JR標誌）及車窗邊沿的底色則統一為黑色，也是與以往不同的設計。

至於車體，則沿用日本國鐵通勤型電力動車組的標準設計——20米長車體、每側4道車門。為了增加車體的強度，203系採用的鋁板厚度較201系的鋼板高。而車門則採用內部採蜂巢構造的鋁板，同樣能增加車門強度。而車體設計細節方面，203系與以往型號不同的是不在車門收納處安裝車窗，使203系外型與以往型號非常不同。同期製造的筑肥線用103系1500番台及205系列車亦有採用這種新設計。但203系也有採用部分原有的車體設計，例如使用於72系和101系試製車將雨水疏導溝包含在車體兩側的設計，也是203系的特徵之一。

由於鋁合金製車體不容易塗上顏色，故203系的墨綠色Template:RailwayLineColor彩帶是以黏貼方式貼到車身上。也由於彩帶並非塗上車體，其色調與代表常磐線的墨綠色及千代田線的深綠色均不相同。同樣地，在203系車體上記錄製造編號也出現了兩種方法：量產先行車的製作編號是將一塊塗有墨綠色的製造編號的鋁板貼到車體上，而量產車則直接在車體上塗上黑色的製造編號。

在列車投入服務時，車頭在駕駛台上方（即車頭正面右上角）的貼有日本國鐵的標誌，也是203系的特徵。國鐵民營化後，JR東日本以JR標誌蓋過原有的國鐵標誌（在玻璃表面貼上黑色貼紙，然後再貼上JR標誌。207系900番台的國鐵標誌亦以同樣方法處理）。而車體兩側的國鐵標誌（量產先行車除外）亦同時在民營化時被移除。

登場時には妻面部に窓が設置されていたが、転落防止幌を裝備した際に封鎖されている。

なお、100番台では網棚、通風器などで若干の設計変更が行われている。

機器

203系的機器規格沿用201系的標準。

機器類は201系をベースにしており、主迴路は電機子チョッパ制御である。地下線走行を考慮して、ギア比を201系の1:5.60から1:6.07に変更して引張力を向上させている。チョッパ裝置には、201系のCH1型 (400A) より主サイリスタを大容量化したCH1A型 (1000A)（EF67形電気機関車搭載機器と同型）を採用した^[3]。

ブレーキシステムは201系同様電機子チョッパによる回生ブレーキを使用するが、加速度と合わせて減速度も高くされているため、回生ブレーキ力を強化するために全界磁での使用とされた（201系では45%弱め界磁）。定格電流での回生ブレーキ力は、電動車ユニットあたり約9,500kgであり、201系の約6,000kgよりも大幅に強化されている。

回生ブレーキ使用時は、全界磁であることとギア比が高いことが相まって、回生電圧が架線電圧を大幅に上回るため、50km/h以上からブレーキを使用する際には0.4オームの直列抵抗が挿入される。しかしながら、ブレーキ抵抗を挿入してもなお60km/h以上では高速絞りが作用し、70km/h以上の速度域では回生ブレーキ力は201系よりも弱くなる。すなわち、203系は高速における回生ブレーキ力の減弱と引き換えに、地下鉄線內における性能向上の要請に特化した構造が採用されている。

また保安裝置としてATS-S形およびATC-4A形^{[R 1]}を搭載しているほか、列車無線裝置として、営団線用の誘導無線、國鉄線用の空間波無線を裝備している^[3]。

乗務員室內では運転機器の配置を103系1000番台および営団6000系に合わせるため、主幹制御器は縦軸式のMC54B、ブレーキ弁はME41Aを搭載している。これは、當時の営団地下鉄千代田線乗り入れ協定において、機器仕様が既定されているためである。

台車は0番台に201系と同種で軽量化されたDT46A形（電動車）、ディスクブレーキを廃止したTR234形（制御車・付隨車）を採用した。その後建造費節減が図られた100番台ではボルスタレス構造のDT50A形（電動車）、TR235A形（制御車・付隨車）が採用された。

車廂設備

203系車廂

203系座位

203系車廂設計以201系為基礎——所有座位為縱向座位，車廂裝潢各部分的顏色均與201系相同。而103系1000番台一直受乘客詬病的車廂溫度過高問題，也透過安裝空氣調節而獲得改善。而203系亦是JR東日本常磐緩行線首款安裝空氣調節的列車。

列車編組及運用

所有列車自出廠至今（2010年），均配置在松戶車輛中心（前稱松戶電車區）。所有列車均服務常磐緩行線及與該線相互直通運行的東京地下鐵千代田線。現時同時服務該兩條線的JR東日本列車，尚有209系1000番台及E233系2000番台，但列車數量較少，因此203系自投入營運以來，一直是JR東日本在此路線的主力列車。

列車編組編號共有兩組。0番台列車使用50番台編組編號（量產先行車：マト51編組，第1批量產車：マト52－58編組），而100番台列車使用60番台編組編號（マト61－69編組）。

		←取手方向代代木上原方向→
車廂編號		10	9	8	7	6	5	4	3	2	1
集電弓			◇			◇			◇
番台區分		クハ203 (Tc)	モハ203 (M)	モハ202 (M')	サハ203 (T)	モハ203 (M)	モハ202 (M')	サハ203 (T)	モハ203 (M)	モハ202 (M')	クハ202 (Tc')
安裝機器			CHOP	MG,CP		CHOP	MG,CP		CHOP	MG,CP
車輛重量（t）	0番台	27.0	35.9	36.1	24.4	35.9	36.1	24.4	35.9	36.1	26.5
車輛重量（t）	100番台	24.2	32.3	32.9	21.9	32.3	32.9	21.9	32.3	32.9	23.9

備註

CHOP：斬波器控制裝置
MG：電動發電機
CP：空氣壓縮機

雖然千代田線同時與小田急電鐵（小田急）小田原線及多摩線相互直通運行，但203系（及207系、209系）列車不配備小田急使用的列車無線電及自動列車停止裝置（ATS），故203系列車不會進入小田急的路段。

更換

由於長期使用，JR東日本於2007年（平成19年）3月公布以E233系的常磐緩行線版本^{[J 1]}（即2000番台）汰換203系及207系900番台列車。初期預定於2008年夏季開始投入營運，但其後因為調整製造計畫，至於2009年3月發表的設備投資計畫才正式確定於2009年財政年度開始製造^{[J 2]}。

根據上述設備投資計畫，2009年財政年度只製造一列E233系2000番台列車^{[J 2]}，取代207系900番台列車。而2010年度則製造17列列車，全數取代203系^{[O 3]}。亦已開始預備更換列車。

故預計203系將於2010年度或以後全面退出常磐緩行線。其中部分203系列車已經暫時退出服務，並存放在其他車庫中作為後備。

印尼雅茂德丹勿電鐵：マト51、52、66、68、69編組
菲律賓國鐵：マト53、54、55、67編組

被售予印尼的マト51編組
被售予印尼的マト66編組

參考資料

引用JR東日本公佈的資料

^ 「常磐緩行線(東京メトロ千代田線直通)に新型電車を導入－E233系直流電車－」PDF 東日本旅客鐵道，2007年3月6日
^ ^2.0 ^2.1 「2009年度設備投資計画について」PDF 東日本旅客鐵道，2009年3月23日

書籍參考來源

^ ^1.0 ^1.1 JRR. JR電車編成表　'08夏号. 日本: JRR. 2008. ISBN 978-4-88283-049-8 （日語）. 已忽略未知參數|month=（建議使用|date=） (幫助)

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引用錯誤：在<references>標籤中name屬性為「history」的參考文獻沒有在文中使用

雜誌參考來源

^ ^1.0 ^1.1 1982/11鉄道ファンVol.22No.259付図. 鉄道ファン (日本: 交友社). 1982年, (259) （日語）. 已忽略未知參數|month=（建議使用|date=） (幫助)
^ ^2.0 ^2.1 ^2.2 石津一正. 203系チョッパ電車登場. 鉄道ファン (日本: 交友社). 1982年, (259): 64–73 （日語）. 已忽略未知參數|month=（建議使用|date=） (幫助)
^ さようなら　国鉄最後のアルミ製通勤型電車203系. Rail Magazine (日本: Neko Publishing). 2011年, (339): 57–62 （日語）. 已忽略未知參數|month=（建議使用|date=） (幫助)
^ ^4.0 ^4.1 201系・203系電車　車歴表. 鉄道ピクトリアル (日本: 電気車研究会). 2006年, (774): 62–72 （日語）. 已忽略未知參數|month=（建議使用|date=） (幫助)
^ 齋藤幹雄. フィリピン国鉄南方線はいま 2011年の現況レポート. 鉄道ピクトリアル (日本: 電気車研究会). 2012年, (860): 72–79 （日語）. 已忽略未知參數|month=（建議使用|date=） (幫助)
^ 津久井靜男. 203系通勤形直流電車. 電気車の科学 (日本: 電気車研究会). 1982年, (415): 22–30 （日語）. 已忽略未知參數|month=（建議使用|date=） (幫助)
^ ^7.0 ^7.1 ^7.2 ^7.3 201系・203系電車　研究詳説. 鉄道ピクトリアル (日本: 電気車研究会). 2006年, (774): 10–33 （日語）. 已忽略未知參數|month=（建議使用|date=） (幫助)

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其他參考來源

^ KRL COMMUTER JABODETABEK - Pengadaan Jasa Supply and Delivery of Used EMU IV 2010
^ 日本の中古電車に熱視線 9月に引退した通勤車両、フィリピンで第二の人生－MSN產經新聞，2011年11月26日
^ E233系がメトロ初登場たった１両のレア車両207系は引退へ－MSN產經新聞，2009年5月30日

注釋

^ 列車行駛時耗用電力以「加速時耗用電力」減去「減速時以再生制動產生的電力」所得。由於103系沒有再生制動，行駛時耗用電力即為「加速時耗用電力」。
^ 103系1000番台的動拖比為8M2T，而203系則是6M4T。
^ 無動力的車廂由於安裝的設備較少，因此製造成本較具動力的車廂為低。