Nhật lấy thủ đô Tokyo làm cột mốc chính, từ Tokyo đi lên phía Đông hướng Sendai, Aomori, Hokkaido thuộc quyền quản lý của JR miền Đông Nhật Bản gồm năm tuyến Tohoku, Joetsu, Nagano, Yamagata và Akita. Từ Tokyo đi về phía Tây hướng Osaka, Fukuoka, Kagoshima thuộc về JR Tokai, JR miền Tây Nhật Bản và JR Kyushu gồm ba tuyến Tokaido, Sanyo và Kyushu. Cả hai miền đều sở hữu tám thế hệ Shinkansen kể từ năm 1964 đến nay. Chưa kể đến các thế hệ Shinkansen khác được sử dụng với mục đích chạy thử nghiệm, cũng có tám thế hệ tính tới thời điểm này. Tổng cộng Nhật Bản có tới 24 các loại Shinkansen khác nhau với tổng cộng hơn 12.000 toa được sản xuất.
1. JR Tokai, JR miền Tây Nhật Bản và JR Kyushu Hiện tại tuyến đường sắt cao tốc bận rộn nhất thế giới là tuyến Tokaido có tổng cộng 336 chuyến Shinkansen (thời điểm nghỉ lễ cuối năm thì con số này tăng lên trên 370 chuyến), chuyên chở trung bình khoảng 370.000 người (số liệu đầu năm 2012) mỗi ngày. Tuyến Sanyo được thành lập từ ngày 12 tháng 3 năm 1972, nối liền hai tỉnh Osaka-Okayama, đến năm 1975 mới chính thức nối dài tới Hakata, thủ phủ của tỉnh Fukuoka. Tuyến Kyushu được thành lập gần đây vào ngày 13 tháng 3 năm 2004, nối liền hai tỉnh chính trên đảo Kyushu là Fukuoka – Kagoshima.
O series Là loại tàu cao tốc đầu tiên trên thế giới. Từ năm 1964 đến 1986 tốc độ giới hạn là 210km/h. Từ cuối năm 1986 đến khi ngừng hoạt động năm 1999 trên tuyến Tokaido, tốc độ giới hạn là 220km/h. Thế hệ đầu tiên còn hoạt động trên tuyến Sanyo đến năm 2008 mới chính thức nghỉ hưu. Tùy thời điểm mà 0 series có 8, 12 hoặc 16 toa tàu được sử dụng. Tổng số ghế trên 16 toa là 1.407 ghế. Thiết kế bên ngoài phần đầu của 0 series khi nhìn thẳng đối diện hay nhìn ngang rất giống đầu đạn nên phương Tây đặt một tên riêng khi nói đến Shinkansen của Nhật là Bullet Train. Ý nghĩa của cái tên này không đơn thuần do vẻ bên ngoài của 0 series, mà mang thêm ý “nhanh nhẹn như viên đạn được bắn ra“. Kể từ đó đến hiện nay, bất kể Shinkansen có hình dáng ra sao vẫn được gọi chung là Bullet Train. Có tổng cộng 3.216 toa tàu được sản xuất.
0 series loại 6 toa
100 series Đưa vào hoạt động từ năm 1985. Tốc độ giới hạn là 220km/h. Thế hệ 100 series này được nâng cấp động cơ mạnh hơn cùng hệ thống thắng đời mới, trong 16 toa thì có bốn toa tàu hoàn toàn không có động cơ, giúp cho chi phí sản xuất giảm xuống khá nhiều so với đời đầu tiên. Đây cũng là loại Shinkansen đầu tiên có toa tàu hai tầng. 100 series ngừng hoạt động trên tuyến Tokaido từ năm 2003 và còn được sử dụng trên tuyến Sanyo đến tháng 3 năm 2012 thì được nghỉ hưu. Có 1.056 toa được sản xuất.
100 series loại 16 toa
300 series Được JR Tokai chế tạo thời gian đầu và đưa vào hoạt động từ năm 1992. Đây là thế hệ đầu tiên mang tên NOZOMI của Tokaido Shinkansen. 300 series cũng là loại Shinkansen đầu tiên chạy thương mại với tốc độ giới hạn 270km/h. Tốc độ này giúp cho thời gian từ Tokyo đi Osaka rút xuống còn 2 tiếng 30 phút. Năm 1993 được sử dụng trên tuyến Sanyo, từ năm này, JR miền Tây Nhật Bản cũng tham gia chế tạo. 300 series được ngừng sản xuất vào năm 1998 khi 1.120 toa tàu đã được xuất xưởng. Tàu có 16 toa với 1.323 ghế. Thân tàu được sản xuất bằng vật liệu nhôm hợp kim thay thế cho vật liệu đồng của hai thế hệ trước đó. Động cơ sử dụng cũng được chuyển sang động cơ xoay chiều (AC motor) thay thế cho thế hệ cũ sử dụng động cơ một chiều (DC motor). Do loại toa hai tầng của 100 series không được ưa chuộng nên từ thế hệ này chỉ có hai dạng toa tàu là loại thường và hạng sang. 300 series được nghỉ hưu trên cả hai tuyến Tokaido và Sanyo từ ngày 16 tháng 3 năm 2012.
300 series loại 16 toa
500 series Đây được xem là loại tàu cao tốc có thiết kế đẹp nhất thế giới. Được JR miền Tây Nhật Bản phát triển, do bốn công ty chế tạo là Hitachi, Kawasaki Industry, Kinki Sharyo và Nippon Sharyo vào năm 1996. Tàu bắt đầu được đưa vào hoạt động từ năm 1997. NOZOMI 500 series là loại Shinkansen đầu tiên chạy thương mại với tốc độ 300km/h. Để đạt được tốc độ này, thiết kế của 500 series hơi khác so với tất cả Shinkansen đã và đang hoạt động tại Nhật. Khi nhìn thẳng đối diện với đoàn tàu, bạn sẽ thấy thiết kế bên ngoài của nó là một hình tròn trứng gà hay hình ovan, các loại Shinkansen khác đều có thiết kế thẳng đứng ở hai bên cửa sổ, chỉ duy nhất 500 series là có hình cong tròn ở hai bên. Thiết kế này giúp cho đoàn tàu không gặp cản trở của sức gió và dễ dàng đạt vận tốc 300km/h mà không phải cải tiến nhiều về động cơ. Ngoài ra, do chạy vận tốc 300km/h nên thiết kế bo tròn giúp cho 500 series giảm được tiếng ồn đáng kể khi chạy vào các đoạn đường hầm.
500 series loại 16 toa
Cửa sổ hai bên dạng hình cong
700 series Được chế tạo vào năm 1997 và đưa vào hoạt động năm 1999. NOZOMI 700 series cũng có 16 toa với 1.323 ghế. Thế hệ thứ năm này do JR Tokai và JR miền Tây Nhật Bản cùng hợp tác phát triển nhằm thay thế cho 500 series, vẫn do bốn công ty sản xuất 500 series đảm nhiệm. 700 series được lên kế hoạch sản xuất khá sớm do chi phí sản xuất một đoàn tàu 16 toa của 500 series quá lớn, lên tới gần 5 tỷ ¥ (tương đương 60 triệu $ theo mệnh giá hiện tại) khiến cho việc kinh doanh không được hiệu quả. Thiết kế bên ngoài của 700 series quay về với kiểu truyền thống là thẳng ở hai bên cửa sổ, còn phần đầu thì vẫn kế thừa kiểu đầu dẹt như 500 series, theo hình “mỏ vịt”, chi phí cũng rẻ hơn chỉ còn khoảng 3,6 tỷ ¥ cho một đoàn tàu 16 toa. Vật liệu vẫn là hợp kim nhôm, nhưng được thiết kế làm hai lớp nhằm giảm tiếng ồn lọt vào bên trong. Thành tàu khi cắt ngang có cấu tạo giống miếng giấy carton. Lý do thiết kế loại này có thể giảm được chi phí sản xuất xuống do phần gia công hai bên cửa sổ không quá khó như kiểu gia công của 500 series.
Tốc độ của NOZOMI 700 series trên tuyến Tokaido là 270km/h, còn trên tuyến Sanyo là 285km/h. Tuy có tốc độ thấp hơn 500 series một chút, nhưng thời gian từ ga Tokyo đi Shin-Osaka vẫn không thay đổi do có một số đoạn đường 700 series được phép chạy nhanh hơn nhờ những công nghệ mới áp dụng trong sản xuất. 700 series được sản xuất với số lượng 1.238 toa, đến năm 2007 thì được đổi tên thành HIKARI và KODAMA nhằm nhường cho thế hệ mới mang tên NOZOMI là N700 series. Đây là thế hệ Shinkansen đầu tiên được Nhật xuất khẩu ra nước ngoài, điểm đến là Đài Loan.
700 series loại 16 toa
Toa hạng sang
800 series Được sử dụng trong tuyến Kyushu từ năm 2004 do Hitachi chế tạo. Các công nghệ của 800 series được áp dụng dựa trên công nghệ của 700 series, phần đầu được thiết kế lại theo hình dáng con chim én với mắt thỏ. Tốc độ thương mại được giới hạn ở mức 260km/h do tuyến Kyushu chỉ có khoảng cách 256,8km. Do đoạn đường di chuyển từ Hakata đi Kagoshima tương đối ngắn nên 800 series chỉ có duy nhất một loại toa tàu bình thường với 6 toa trên một tuyến, sức chứa 392 người. Bên trong khá rộng do chỉ có bốn hàng ghế so với năm hàng ghế trên tuyến Tokaido hay Sanyo và được trang trí bằng nhiều chất liệu gỗ theo thiết kế truyền thống của Nhật. 800 series được mang tên chính thức là Tsubame (chim én), sau này có thêm tên mới là Sakura. Có khoảng 54 toa được sản xuất cho tới hiện tại.
800 series loại 6 toa
Trang trí bên trong toa tàu
(Nguồn tinhte.vn)