クリーンで強靭な交通・輸送システムのための技術: 特集号編集論文

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Provides a curated overview of current research frontiers in transport decarbonization and circular economy, serving as a reference for future work.

🏢実務担当者:Offers examples of implementable technologies (e.g., recycled plastic sleepers, robotic forklifts) that can reduce operational costs and emissions.

🏛政策担当者:Showcases technological pathways for transport decarbonization, supporting regulatory and investment decisions.

図1. 持続可能な都市のための都市交通システムの設計と適用範囲。これは交通密度と旅行距離の関係を示しており、実際に最適な輸送手段を選択するために使用される。この図は、Generative AI（Google Gemini）を用いて再描画され、日本海外鉄道車両協会（2007）から修正されたものである。この研究トピックは、それにより、グリーン産業革命を促進する新たな研究を奨励する。それは、クリーン技術と製品のための市場と革新的なソリューションを創出することにより、産業のグリーン移行への道を開くものである。この特集号はまた、持続可能な交通・輸送システムのための将来技術と、持続可能なモビリティソリューションへの公平性とアクセシビリティを高める新しいアプローチに関するオリジナル研究とイノベーションを集めることを目的としている。これは、よりクリーンで回復力のある輸送・輸送システムのためのバリューチェーンとサプライチェーン全体にわたる新技術を紹介するために、最先端のレビュー、オリジナル記事、展望・意見記事、ケーススタディレポートを収集している。このような背景から、Kaewunruenら(2023)は、鉄道部門が「循環経済」(CE)フレームワークを採用することにより、単純なカーボンニュートラルを超えてどのように前進できるかを調査した。彼らは、鉄道はしばしば「最も環境に優しい」輸送オプションと見なされているが、業界はライフサイクル全体を通じて廃棄物と炭素を排除するという巨大な課題に依然として直面していると主張している。「トップダウン」の政策は、鉄道システムが複雑かつ断片的すぎるため、しばしば効果的ではない。代わりに、循環経済への移行を成功させるには、戦術的なボトムアップのソリューションと、ライフサイクルの終わりにリサイクルに焦点を当てるのではなく、設計段階から始まる全体論的なシステム思考が必要である。真にネットゼロを達成し、それを超えるためには、鉄道業界はその考え方を「ゆりかごから墓場まで」から「ゆりかごからゆりかごへ」(無限に再生可能)へと変革しなければならない。この論文は、政策立案者とサプライチェーン関係者をこれらのより統合された循環型慣行へと推進するために、公共の需要が必要であることを強調している。Liuら(2024)は、最新のセンサーが道路の内部応力と変形をより正確に測定できる方法を評価した。この研究は、現実世界の性能と必ずしも一致しない単純化された数学的モデルに基づくことが多いアスファルト舗装設計を改善するための高精度データを提供することを目的としている。この研究では、ファイバーブラッググレーティング(FBG)センサー(伸張されると光の反射方法が変わる光ファイバー)を使用して、4種類のアスファルト道路構造内の「静的ひずみ」(動かない重量に対する物理的応答)を監視している。この論文は、従来のひずみゲージは、過酷な道路建設プロセス(重い転圧と高熱を伴う)中に壊れやすく、生存率が低いためにしばしば失敗することを強調している。FBGセンサーは「実現可能かつ合理的な」代替手段であることが証明され、設置に耐え、従来の電気センサーよりもはるかに信頼性の高いデータを提供した。Luomalaら(2024)は、従来のコンクリート、鋼鉄、木材の鉄道枕木に代わる持続可能な代替品として、リサイクルプラスチック廃棄物の使用を調査した。この研究は、現在焼却(エネルギーとして燃焼)されているプラスチック画分に特に焦点を当て、温室効果ガス(GHG)排出量を削減するために、それらを耐久性のあるインフラストラクチャに「アップサイクル」できるかどうかを調べている。この研究はフィンランドにおける可能性を定量化し、これらの枕木の工業規模での生産を支援するのに十分な電子廃棄物(ABS)と包装廃棄物の流れがあることに言及している。これらの材料を使用することは、廃棄物問題をインフラソリューションに変えることにより、輸送部門がより厳しい持続可能性目標を達成するのに役立つ。著者らは、列車を動かすために使用されるエネルギーが、混雑した路線での鉄道の炭素フットプリントの最大の部分である一方で、低〜中程度の交通量の路線では、材料(枕木)が支配的な要因になると結論付けている。リサイクルABSプラスチック枕木への移行は、鉄道部門で循環経済を達成するための実用的かつ効果的な方法である。Jalalら(2025)は、小さく混雑した倉庫の安全性と効率を向上させるために設計された、自動化された遠隔操作のロボットフォークリフトのプロトタイプを発表した。彼らは、環境に優しく電気的な特性(バッテリー駆動であるため、有毒な排気ガスを排除し、ディーゼルまたはガス動力モデルと比較して炭素フットプリントを削減する)を含む、いくつかの革新的な機能を備えた半自動ロボットフォークリフトを開発した。この研究は、このロボットフォークリフトが現代のマテリアルハンドリングにとって実行可能で、持続可能で、安全な代替手段であると結論付けている。360度の機動性とリモートスマートフォン操作を組み合わせることで、小さな倉庫の物理的な制限と、従来のフォークリフト操作に関連する生命を脅かす安全リスクの両方に対処している。Virinら(2025)。これは、電動スクーターなどのマイクロモビリティ車両の使用増加を都市インフラの監視に活用できる方法を調査している。この研究では、電動スクーターが経験する振動を使用して、道路表面の粗さと種類を自動的に分類することを調査している。このデータは「乗り心地」の代理指標として機能し、スクーター自体が受ける機械的応力(高サイクル疲労)を予測するために使用され、これは予防保守と安全性にとって重要である。この研究は、表面テクスチャと電動スクーターの疲労閾値を首尾よく関連付けた。これは、都市またはレンタル会社がこの技術を使用して、遭遇した特定のルートと振動に基づいて、フリートのどの部分がメンテナンスを必要とするかを特定できることを意味する。この研究は、高価で専門的な道路調査車両に代わる、低コストでクラウドソーシングされた代替手段を提示している。ほとんどのライダーのポケット(スマートフォン)にすでに存在するセンサーを使用することで、都市計画者は道路品質に関する高解像度データを取得でき、電動スクーター事業者はプロアクティブなデータ駆動型修理を通じて車両の寿命を延ばすことができる。この特集号の研究に基づき、よりクリーンで回復力のある輸送・輸送システムのためのマルチスケールかつ機能横断的な技術とイノベーションが明確に強調されている。これには、輸送・輸送システム内の脱炭素化、循環経済、よりクリーンな材料、よりクリーンな製造、低炭素インフラ、ネットゼロ、エネルギー効率に関する最先端の研究が含まれる。間違いなく、これらの最近の成果は、ごく近い将来に強力な科学的、社会的、産業的影響を与えるだろう。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

Figure 1. Scope for design and application of urban transportation systems for sustainable cities. It demonstrates the relationship between transportation density and travel distance, which is used to select optimal mode of transport in practice. This figure was redrawn by using Generative AI (Google Gemini), modified from Japan Overseas Rolling Stock Association (2007). This research topic thereby encourages new research that promotes the green industrial revolution. It paves the way for a green transition for industry by creating markets and innovative solutions for clean technologies and products. This special issue also aims to attract original research and innovation in future technologies for sustainable transportation and transit systems and new approaches to increase equity and accessibility to sustainable mobility solutions. It collects state-of-the-art reviews, original articles, perspective and opinion pieces, and case study reports to showcase new technologies across value and supply chains for cleaner and resilient transportation and transit systems.On this ground, Kaewunruen et al. (2023) explored how the railway sector can move beyond simple carbon neutrality by adopting a "circular economy" (CE) framework. They argue that while railways are often seen as the "greenest" transport option, the industry still faces massive challenges in eliminating waste and carbon throughout its entire lifecycle. "Top-down" policies are often ineffective because the railway system is too complex and fragmented. Instead, a successful transition to a circular economy requires tactical, bottom-up solutions and holistic system-thinking that starts at the design phase rather than just focusing on recycling at the end. To truly reach net zero and beyond, the railway industry must transform its mindset from "cradleto-grave" to "cradle-to-cradle" (infinitely regenerative). The paper emphasizes that public demand is necessary to propel policymakers and supply chain actors toward these more integrated, circular practices. Liu et al. (2024) assessed how modern sensors can more accurately measure the internal stress and deformation of roads. The research aims to provide high-precision data to improve asphalt pavement design, which is often based on simplified mathematical models that don't always match real-world performance. The study uses Fiber Bragg Grating (FBG) sensors-optical fibers that change how they reflect light when stretched-to monitor the "static strain" (the physical response to a non-moving weight) within four different types of asphalt road structures. The paper highlights that traditional strain gauges often fail because they are fragile and have low survivability during the harsh road-building process (which involves heavy rolling and high heat). FBG sensors proved to be a "feasible and reasonable" alternative, surviving the installation and providing much more reliable data than older electric sensors. Luomala et al. (2024) investigated the use of recycled plastic waste as a sustainable alternative to traditional concrete, steel, and wood railway sleepers. The study specifically looks at plastic fractions that are currently incinerated (burned for energy) to see if they can instead be "upcycled" into durable infrastructure to lower greenhouse gas (GHG) emissions. The study quantified the potential in Finland, noting that there is enough e-waste (ABS) and packaging waste flow to support industrial-scale production of these sleepers. Using these materials would help the transport sector meet stricter sustainability targets by turning a waste problem into an infrastructure solution. The authors conclude that while energy used to move trains is the biggest part of a railway's carbon footprint on busy lines, on low-to-medium traffic lines, the materials (sleepers) become a dominant factor. Transitioning to recycled ABS plastic sleepers is a pragmatic and effective way to achieve a circular economy in the rail sector. Jalal et al. (2025) presented a prototype for an automated, remote-controlled robotic forklift designed to improve safety and efficiency in small, crowded warehouses. They developed a semi-automated robotic forklift with several innovative features, including eco-friendly & electric attribute: being battery-operated, it eliminates toxic exhaust fumes and reduces the carbon footprint compared to diesel or gas-powered models. The study concludes that this robotic forklift is a viable, sustainable, and safe alternative for modern material handling. By combining 360-degree manoeuvrability with remote smartphone operation, it addresses both the physical limitations of small warehouses and the life-threatening safety risks associated with traditional forklift operations. Virin et al. (2025). It explores how the increasing use of micro-mobility vehicles, like e-scooters, can be leveraged to monitor urban infrastructure. The study investigates using the vibrations experienced by an e-scooter to automatically classify the roughness and type of road surfaces. This data acts as a proxy for "ride quality" and is used to predict the mechanical stress (high cycle fatigue) that the scooter itself undergoes, which is critical for preventative maintenance and safety. The study successfully linked surface textures to the fatigue thresholds of the escooter. This means a city or a rental company could use this technology to identify which parts of their fleet need maintenance based on the specific routes and vibrations they have encountered. The research presents a low-cost, crowdsourced alternative to expensive, specialized road-surveying vehicles. By using the sensors already present in most riders' pockets (smartphones), city planners can gain high-resolution data on road quality, and escooter operators can extend the lifespan of their vehicles through proactive, data-driven repairs.Based on the work in this special issue, multi-scale and cross-functional technologies and innovation for cleaner and resilient transportation and transit systems are clearly highlighted. This includes state-of-the-art research into decarbonisation, circular economy, cleaner materials, cleaner manufacturing, low carbon infrastructures, net zero, and energy efficiency within transportation and transit systems. Undeniably, these recent outcomes will make strong scientific, societal and industrial impacts in the very near future.

• openalex https://doi.org/10.3389/fbuil.2026.1904217first seen 2026-06-27 05:04:18