新干线0系电力动车组
新干线0系电力动车组
新干线0系是日本新干线的第一代车辆，于1964年东海道新干线通车时投入服务。除了是日本新干线列车的始祖，0系更是世界上第一种高速铁路车辆。1965年获铁道友之会颁发第8届蓝丝带奖，2007年8月被列为日本机械遗产。
简介
0系由日本国有铁道（日本国铁）设计，并由六家公司（日本车辆制造、川崎重工业、近畿车辆、日立制作所、汽车制造（1972年和川崎重工业合并）、东急车辆制造（1970年加入））承造。在1963年至1986年间，分38批共生产了3,216辆，至今仍是产量最高的新干线车辆。
国铁分割民营化后，0系被分配给继承东海道新干线和山阳新干线的东海旅客铁道（JR东海）和西日本旅客铁道（JR西日本）继续服务。虽然后来新干线车辆一直有新型车辆登场，但0系并没有完全退役，并继续在山阳新干线维持有限度的服务。2008年11月30日，服务44年的0系完全退出定期服务，并在同年12月14日服务最后的告别班次后正式退役。
0系的设计在当时是非常创新和具有速度感。采用和飞机（特别是客机）相似的车头，加上蓝色和白色为主色的简洁涂装，令人留下深刻的印象。另外，由于是首代是新干线车辆，加上长时间服务，0系在国内外都是新干线，甚至是日本的象征。在日本国内，不少新干线有关的指示牌都会被加上0系正面的绘图。在其他地区，不少人收到的日本明信片都是0系（或其后的100系）在富士山下驶过的图片。此外，0系也被视为日本战后经济快速增长时代的象征。
除了日常服务外，0系也常常被日本皇室征召，供皇室人员使用和招待国宾。前日皇裕仁、英女王伊丽莎白二世、已故中华人民共和国领导人邓小平等多国领导人均曾是0系的座上客。此外，0系也是不少日本电影、电视剧和小说的题材。
简史
1950年代末期，随着日本从二战战败后逐渐复苏，对城际高速交通的需求逐渐扩大，其中来往两大都会区——东京都和大阪市的需求最大。但原有以窄轨规格（后来被称为在来线）建造，来往这两个地区的东海道本线已接近饱和，无法再增加班次。当时日本国铁内部普遍认为应在原有线路旁边以相同规格（轨距1,067毫米的窄轨）铺设新线，但总裁十河信二力排众议，于1959年决定以标准轨规格建造新线，即为东海道新干线。
列车的设计由当时的技师长岛秀雄担任总指挥。由于需要在5年内和东海道新干线一起投入服务（需在东京奥运前投入服务），岛秀雄决定不使用未经实验的新技术。因此，0系可说是集日本多年铁路技术大成的产物。1962年，制成两列1000型实验列车，在鸭宫实验线区进行实验，然后再根据实验所得结果改良设计，最终于1963年投产，1964年10月1日和东海道新干线一起投入服务。0系初期只被称为“新干线电车”（しんかんせんでんしゃ），一直到东北、上越新干线的200系投入服务后，才开始被称为“0系”。而官方内部名称是“000系”，但没有对外公布。
0系初期统一以12辆编组运行，服务东海道新干线的“回声”号和“光”号班次。1969年，为了应付来年举办的世界博览会（大阪世博）中可能出现的人潮，日本国铁决定将列车延长至最长的16辆编组来提高载客量。山阳新干线开业后，0系的服务范围也跟着扩展至该线的路段。其后于1975年山阳新干线全线开业时在两线直通运行的班次上增配豪华餐车，以提升服务质素。列车运行速度方面，0系的设计极速为时速256公里（1000型实验列车的极速），开业时因路基未稳，运行极速为时速200公里，翌年被调高至时速210公里，1986年后再提升至时速220公里。
1976年，0系初期制车辆因为老化情况严重而需要提早退役，但因为各种原因（请参阅长期增造的原因段落），国铁只能以新制的0系车辆取代需要退役的车辆。同时，因为没有后备列车替代需要重组的列车，日本国铁需要再增加3列新列车，令该年成为日本国铁拥有的0系车辆数目最多的一年——合计有146列（H编组96列、N编组（其后的NH编组）3列、K编组47列），即共2,338辆。因为上述同样的原因，虽然用以更换老化的0系车辆的100系于1985年投入服务，但0系的增造并没有立刻停止，反而持续至国铁民营化前夕（1986年4月）。
其后由于新型车辆陆续登场，老化的0系逐渐被拆毁退役，剩下的0系部分被接手经营的JR东海和JR西日本进行提升，换上更好的座椅以提升服务质素。1999年9月18日，JR东海最后一班以0系服务的定期班次——“回声”473号（YK8编组）完成后，0系正式退出东海道新干线服务。YK8编组其后被用作来往新大阪站和“鸟饲基地”，运送车长和职员的回厂列车，一直到2008年才真正的退役。至於JR西日本的0系列车，则继续服务山阳新干线。但同样地，0系列车服务的班次逐渐被新型车辆取代，0系其后被缩编为4辆或6辆编组，服务线内运行距离较短的班次。
进入2000年代，绝大部分0系车辆已经退役。2007年12月19日，JR西日本宣布于2008年11月30日让0系退出定期班次的服务。此後于12月6日、13日和14日加开告别班次。12月14日，最后一班告别班次“光”347号完成服务，在欢送声下驶回车库，为44年的长期服务画上完美的句号。
退役了的0系车辆虽然大部分已被拆毁，但其中少部分车辆获得保留，被保存在日本各地的博物馆。此外，JR西日本于2001年将一辆0系的车头赠予英国约克郡的大英铁路博物馆。另外，由于获得台湾高速铁路的建造合约，JR西日本也把一辆0系的车头赠予台湾，作为建筑界限测量车。
长期增造的原因
由于只有少于5年的开发时间，0系的初期设备只能沿用1000型实验列车中表现较佳的设备。当时日本国铁打算让0系作短期的实验性服务，在获得实际运行的经验后再对0系的设计进行修改，并推出新型车辆来取代0系。此外，随着当时政府计划建设全国新干线网，全部路线均以25,000伏特，频率50/60赫兹的交流电来进行电气化，国铁也以0系的规格制造了951型和961型实验列车。按照实验结果，日本国铁其后制造了供东北、上越新干线使用的200系。
0系的设计使用年限为20年，但由于长时间以高速行驶令车体和设备急速老化，在1976年开始对初期制造的车辆进行法定全车检查时，已发现有部分老化情况严重而需要退役。可是当时日本国铁受劳资纠纷和财政状况恶化所影响，令铁路车辆技术的研发受阻延。加上当时工会均认为0系性能稳定，已达到当时建造新干线的目的，故一直反对国铁开发新型车辆。结果国铁只能继续生产新的0系车辆，以取代因老化而退役的初期制车辆。最终因为车辆的老化程度不一，令列车中编有不同时期生产的车辆的情况时有发生，而列车编组方面，在改编时也要考虑不同时期制造的车辆之间的设备相容性。
因为以上两个原因，0系在长达23年，共38次增造，及以新车辆更换旧车辆的过程中，基本设计虽然没有重大改变，但每次增造时均会引入新的技术和改良安装的设备[T 2]，使列车的性能和舒适性能持续提高。结果除了基本型号（日本称为“0番台”）外，也产生了两种亚型（日本分别称为“1000番台”和“2000番台”）。详情请参阅番台段落的叙述。
车辆构造
车体外观
0系车辆长25米，阔约3.4米，比一般日本在来线车辆长5米和宽0.5米。车厢地板离地1.3米，也比一般车辆离月台较高。车体以碳钢制造，因此车辆平均重量达64吨。0系采流线型设计，其中和飞机的驾驶舱相似的驾驶室和前头部分是设计者前日本海军技术少佐三木忠直从二战时他负责设计的银河型轰炸机引进的。
0系车辆的最前部分有一个半圆形的盖板，开发时曾打算作为主车头灯（通称为“光前头装置”（ひかり前头装置））。当时的盖板以半透明的压克力制造，在安装了萤光灯后，可扩大列车在夜间行驶时驾驶的视野。但是试车时盖板常因撞到雀鸟而损毁，加上萤光灯的亮度不合预期，因此日本国铁最终决定放弃光前头设计，将原有空间安放紧急牵引用车勾，盖板则改以不透明的玻璃钢制造，并在原“光前头”两旁加装一对车头灯（共两对）作为弥补。这两对车头灯在逆向行驶时，灯罩内的红色透明片（初期制造车辆的是蝴蝶形，后期的则是半圆形）会盖在灯泡前，以达到和红色尾灯相同的效果。
光前头下方安装了排障器，以排除任何掉在轨道上的障碍物，避免列车在高速运行时撞上导致出轨。冬季的时候排障器也能排除轨道上的积雪，令列车能如常运行。排障器也是列车的扰流器，避免列车在高速运行时被在车厢下方形成的气流卷起。此外，排障器改变空气的流动方向后，也能避免安装车厢下方的设备积聚尘埃。排障器的设计参考了小田急首代浪漫特快列车3000系“SE”和日本国铁151系的排障器设计再加以强化而成，初期和车体一样为钢制，第22批车辆起改用铝制造。
驾驶室上方倒"L"字型的薄铁板是静电释放条，同时也有检测架空电缆电压的功能。这个形状和试制车1000型大有不同的设计现已成为新干线车辆系列的商标。虽然在其后不同型号的车辆的安装位置会有差异，但其形状至今（N700系）都没有很大的变化。
0系初期曾使用当时日本特急列车普遍使用，用以显示列车级别、班次名称、编号和目的地的铁板。但因为高速运行时会有飞脱的可能性，另外班次增加令铁板的使用复杂，加上常被乘客偷去，所以日本国铁决定只显示列车目的地。其后山阳新干线开业令列车运行系统更为复杂，最终国铁决定采用电动方向幕来解决问题。在新制车安装电动方向幕的同时，国铁也为已投入服务的车辆进行更换工程，并于1976年完成。自此，其后的型号均采用电子方向幕。
车体涂装
参与设计的0系的国铁副技师长星晃曾表示，0系的原色涂装是参考泛美航空航机的涂装和hi-lite牌香烟的包装纸设计而成的。车体主色为乳白色，车窗附近则涂上日后新干线专用的“新干线蓝”色，两种颜色分别代表白云和蓝天。1988年开设的“西日本光”号班次所使用的0系列车的车体主色改采100系的浅白色，其他车辆则自1995年起陆续更改涂装。至於涂装设计则分两种，普通涂装是0系原有涂装的设计，“西日本光”号的0系则参照100系涂装，在车窗下方的蓝色涂装中间加上一条白线。
2002年，JR西日本旗下的0系车辆完全退出光号班次的服务，改为服务回声号的班次。涂装也更换成灰色和萤光绿色的新涂装。2008年，在0系完全退役前，JR西日本将三列用于告别班次的列车涂上开业时的涂装。有关0系涂装的变更，详细请参阅R、WR编组和复旧工程段落。
客室设备
0系车辆大部分在车身两边设有两道车门，例外的包括型号为15型的绿色车厢（1969年前称为一等车厢）、自助餐餐厅和普通等车厢各占一半空间的和36型独立餐车。15型只在靠近博多一边的车厢设有车门（另一边则是洗手间），35型在车辆中间和靠近东京一边的车厢设有车门，36型则只设餐厅专用门，不设车门。
0 系的车厢离地面较高，为了在事故时疏散乘客，0系车厢中央的两侧各设有一道逃生门，但其后因为新干线的安全度高，逃生门的设计在2000番台被取消。国铁民营化后，接手的JR东海和JR西日本为了减慢车身的锈蚀速度，均取消其余车厢的逃生门，但两家公司采用的方法则各有不同。JR东海将逃生门拆下，然后以新钢板和车体焊接起来，完成的车体比较平滑；JR西日本则使用较简单的工序，只拆下逃生门的把手，然后把逃生门跟车体焊接。
空调系统安装在车厢顶部，为热泵式设计，用以调节车厢温度（冷热两用）。车厢另有一套空气交换装置（车厢顶部进气，车厢底部、洗手间排气），除了协助车厢内外的空气对流外，还用以调整车厢内的气压。但当列车高速驶进隧道时，因为隧道的气压不同而令车厢内的气压急剧改变，结果令乘客出现耳鸣的现象，减低乘搭的舒适度。为避免出现这个现象，0系车厢采用气密构造（车窗采用固定型窗户，车门则在时速30公里以上时被车厢内的气压固定）以稳定车厢气压，并安装新的信号标，让列车驶进隧道时自动关掉空气交换装置。其后山阳新干线开业，由于路线中的隧道较长，长时间关掉空气交换装置会令车厢内的氧气不足。为解决这个问题，国铁开发了“连续换气装置”，利用高压送风机减慢急剧的气压变动，令列车在隧道内也能继续空气对流过程。连续换气装置由第14批车辆（于1973年出厂）开始采用，此後制造的车辆全数投放于服务山阳新干线（或直通东海道新干线）的“光”号班次，而旧有的车辆则被限制于冈山以西路段服务。其后因为“回声”号用列车重组，新登场的S编组和其后的Y编组中如编有没安装连续换气装置的车辆，其编组编号需在原编组号码加上50以玆识别。
车窗方面，为了避免乘客因看到列车快速移动而感到不安，0系和其后的新干线车辆一样，将车窗安装于较高的位置，令乘客只能看到移动速度较慢的远景。初期普通车厢的车窗采用151系每两排座位共用一个阔车窗的设计（绿色车厢的车窗则是每排座位一个），其后为了防止碎石等物体击碎车窗和减低更换车窗的费用，1000番台车辆改采每排座位安装一个小正方窗，2000番台则加阔1000番台的车窗。这个设计成为日后新干线系列车辆车窗的标准。另外，2000番台简化了车厢的设计，将车窗的窗框改采玻璃钢组件，并取消窗框下放摆放饮品的小架子，结果受到乘客的批评。
洗手间每两个车厢设有一组，有别于其后每个车厢均设有洗手间的设计。这是因为0系的初期设计是依靠安装于车厢底部的槽来储存洗手间的污物，待列车回厂后再集中处理。可是因为污物槽的容量不大（列车来回东京和新大阪一次便已填满），使列车调度困难。国铁最终决定在车上安装过滤器，将冲厕水过滤后循环再用，以减少列车回厂的次数。这样才能令其后的车辆能在每个车厢均设有洗手间。初制车辆的洗手间均安装两个蹲厕（日本称为“和式座厕”）、一个男性用便盘和两个洗面盘。其后因为坐厕（日本称为“洋式座厕”）逐渐普及，新制车辆也逐渐将其中一个蹲厕改为安装坐厕。在更后期制造的37型餐车更设有无障碍洗手间，供有身体障碍的乘客使用。
除了洗手间外，0系部分车厢内也设有电话亭、饮水机和售卖纪念品的商店。
座椅构造
为了增加列车的载客量，0系的普通车厢（1969年前称为二等车厢）采用每行3+2的座位配置（靠海一边为3个座位），使普通车厢一直都比较挤迫。另外，由于开业前曾有将普通车厢命名为银级车厢、绿色车厢命名为金级车厢的提议，因此丝绒椅套的颜色也有作出配合：普通车厢为灰色或蓝色，绿色车厢为橄榄金色。
初期制普通等车厢均采用固定式座位（型号：W-12、W-70），当列车的行驶方向改变时，准备时需将所有椅背推到面向列车前进的方向，以避免乘客逆向乘车造成不适。其后第14－29批车辆的座椅使用了更高的椅背来提升舒适度 。1981年起生产的2000番台车辆则改采东北新干线用200系的橙色可旋转及可调整角度的座位。但由于靠海一边的3人座位太阔而不能在车厢内旋转，经乘客问卷调查后决定将3人座位固定，分别面向车厢两端（日本称为“集団离反型”配置），令列车前进时始终有一半乘客面向前进的方向。同时，已投入服务的车辆也顺次更换新座椅。被拆除的固定式座椅其后被用作在来线车辆的优先席，令优先席有“银色座位”的别称。座位距离方面，初期制和1000番台车辆为940毫米，2000番台车辆则扩阔至980毫米。
国铁民营化后，接手经营的JR东海和JR西日本均有提升座位的质素。其中JR东海将其用于“回声”号班次的Y和YK编组中部分普通车厢（9－12号车）提升至每行2+2的配置，并改为对号座位车厢。而JR西日本则将SK编组（2008年时为R编组60番台，6辆编组）所有座位均提升至每行2+2的配置，然后投放在新开设的“西日本光”号班次。由于更换座位时没有更改车厢门户的位置，因此门户不是正对着通道的中央。
绿色车厢（1969年前称为一等车厢）在投入服务时已采用每行2+2的座位配置，座椅（型号：R-25）均可以调整角度及旋转。和普通车厢的座椅一样，1981年起逐渐改用200系绿色车厢的酒红色座椅（型号：R-32）。绿色车厢的座椅距离为1,160毫米。
餐车
0系投入服务初期已设有餐车，但只是提供自助餐的餐车（型号为35型），分别位于5号和9号车。两个餐厅因为预定服务的对象不同（5号车服务普通车厢乘客，9号车服务绿色车厢乘客），餐厅的装潢也因此有所不同。1969年，为了增加列车载客量以应付大阪世博的人潮，日本国铁决定将全线“回声”号用列车的5号车换编设有商店的普通车厢（型号为25型400番台），成为其后“回声”号用列车的正规编组方式。但在1980年9月前，仍有17列“回声”号用编组还采用两辆餐车的编组方式。1972年山阳新干线（大阪－冈山段）开业后，0系从第22批制造车辆开始让不设座位的自助餐餐车（型号为37型）取代原有的35型。这些自助餐餐车的餐厅只占车厢的部分空间（35型：一半空间、37型：三分之一空间），其余空间为普通车厢。
国铁民营化后，JR西日本开设名为“西日本光”号（ウエストひかり）的班次，利用较佳的车厢和服务来吸引乘客。当时服务“西日本光”号的列车均编上新型自助餐餐车，提供咖喱饭等简单的菜色。这些自助餐餐车均由37型自助餐餐车改装而成，原有的普通车厢座位全被拆走，并摆放桌椅，成为用餐区，让乘客可以直接在该车厢进食，不再需要把食物带回座位。2000年“西日本光”号被新开设的“光铁路之星”号（ひかりレールスター，以700系7000番台服务）取代后，自助餐餐车就停业了。部分自助餐餐车其后因要提高列车的载客量而被其他普通车厢取代。最后一列编有自助餐餐车的R62编组已经于2008年3月14日退役，并于3月28日被拆毁。
至於较豪华的36型独立餐车，则于山阳新干线全线开业后编入“光”号用的H和NH编组（位于8号车）。车厢分为两部分，向山的一边被辟为通道，以分隔用餐和途经餐车的乘客。而餐厅和通道间的分隔墙不设窗户，避免用餐的乘客受骚扰。可是用餐的乘客都抱怨这样令他们看不到富士山[K 14]，所以从1979年开始，日本国铁就在分隔墙上加设窗户。1995年1月17日阪神大地震发生后，姬路至新大阪一段高架路段因倒塌或桥墩受损而被关闭。当时在姬路至博多路段服务的0系都把餐车停业，而当列车服务恢复正常后亦未有复业，令餐车像于1月16日悄悄结业。
运行设备
除了兴建新路线方面有争论外，新干线车辆所采用的动力方式也曾引起争论。当时因为日本铁路的长距离列车班次普遍使用铁路机车来拖行其他无动力客车（即动力集中式），日本国铁内部也有不少人支持新干线列车采用这种动力方式。但岛秀雄早在二战前就对动力分布式设计进行研究，深切明了将动力模组分散在每一辆客车上能平均分配各车辆对路基的压力，除了比较适合日本脆弱的地质，更能节省建筑成本和路线维护开支。因此岛秀雄决定采用动力分布式设计。
0系列车采全动车编组，车辆采用两辆为一单元的编组。设计极限容许在其中一个单元故障时，列车仍能以时速160公里驶上斜率25‰（千分之25，即每前行一公里就上升25米）的轨道。这也成为日后所有新干线车辆的设计标准。
此外，由于列车高速运行时需要更长的距离才能完全停定（在来线车辆：600米，新干线车辆：2.5公里），单靠驾驶的判断也未必能及时避免意外发生。因此国铁开发了自动列车控制装置（ATC），除了协助驾驶调节车速外，当列车超速时，系统能强制减速，以确保行车安全。此外，为了更有效管理路线的日常运作，日本国铁也开发了列车集中控制装置（CTC），将建监察和管理线内列车运行的工作统一由位于东京站附近的控制中心负责。
电动机
初期制造车辆的主电动机为MT200型直卷整流子电动机，连续静态输出功率185千瓦（415 伏特，最大静态输出：204千瓦，转速为每分钟2,200圈），是日本当时功率最强的电力动车组用电动机。每辆车均安装四台电动机，即每辆可提供740千瓦（≈1000匹马力）动力。性能方面，以0系全动车编组，平路上极速为时速235公里，在驶上斜率10‰的斜路时亦有时速196公里的极速。第4批车辆（1966年出厂）改用强化了绝缘设计的MT200A型。其后第15批车辆（1973年出厂）为了应付山阳新干线隧道较长的环境和因车站距离缩短而需要更大的加速率，采用输出功率更高（最大静态输出：225千瓦）的MT200B型。
转向架
0系转向架
列车高速运行时，传统的转向架会左右震动，除了减低舒适度外，更有翻侧的危险。因此开发人员最终决定开发新干线专用的转向架。
0系的转向架为DT200型（后期制造车辆采用改良型DT200A），是新干线用转向架的原始设计。转向架以钢板焊接组合而成，轴距长2,500毫米，较在来线车辆的转向架长400毫米。车轮直径910毫米，边沿部分的斜率也较在来线车辆的车轮少。这些设计均能加强转向架在高速情况下的稳定性。此外，日本国铁在转向架加上轴弹簧和空气弹簧，以加强转向架和车厢的稳定性。
轴弹簧
轴弹簧的设计参考了由德国国铁棉登研究所在二战前为客车开发，其后成为德国国铁标准的棉登式轴弹簧。日本则于二战后的1960年由住友金属工业自行生产。0系采用的轴弹簧则以此为基础作出改良，加入对前后方向和左右方向的弹簧，以吸收转向架分别在加减速和高速运行时的摆动。这种轴弹簧按开发者姓名的第一个字母命名为“IS式”。
空气弹簧
空气弹簧采用由日本国铁自行开发和改良，在日本国铁车辆普遍使用的横隔膜式空气弹簧。除了能在行驶时吸收车厢的微细振动，在乘客上落时更能自动调节车厢的高度。相对于以往的铁路车辆，0系的空气弹簧直接安装在转向架上，令弹簧的阻尼值和复原性更佳。
同时，由于列车需要长时间高速运行，车轴的轴承采用润滑油式轴承，是首款采用的日本铁路车辆。
电源
0系车辆的电力来源是沿线的高架电缆，经车上的变压器把25,000伏特交流电降压后，可供车上大部分设备使用。至於需要以直流电电源运作的设备，其电源则会再经以硅制成的整流器处理后，才输入那些设备内。日本在1960年代初已开始在交流电用电力机车和交直流两用电力动车组上安装车载整流器，已有一定经验。
集电弓采用交差型框架设计，为日本铁路车辆首次采用的设计，目的是减低列车行驶时受到的空气阻力。但由于两个原因，令0系成为新干线车辆中唯一没有在车辆间安装特高压电线的车辆：
东海道新干线开业时，由于站内不能以同一相位供应电力给两条相反方向的路线，故采用以升压器作为长距离输送电力的方式（日本称为“BT馈电方式”）。如列车间安装了特高压电线，当列车在中性区加速，轨道上没有列车和高压电缆间完成回路的电线，结果令集电弓和电缆产生电弧烧断电缆。这个问题其后透过引进以自动变压器作为长距离输送电力的方式（日本称为“AT馈电方式”）来解决站内电力相位不同问题，同时也取消了中性区。
当解决站内电力相位不同问题后，日本是有技术和设备可在0系车辆间安装特高压电线，但是因为0系的空调安装在车辆顶部（肉眼看见的车辆顶盖只是空调装置的顶盖而已），在两辆0系之间安装特高压电线会产生绝缘和修理空调的问题。因此最终放弃安装计划。
结果，取而代之的是每单元均安装一台集电弓，让0系成为东海道、山阳新干线单一列车拥有最多集电弓的型号。其后的100系和其他系列车辆均只需安装2台集电弓。
JR西日本旗下的NH82编组是唯一被安装特高压电线的0系列车，而其车辆间的电线盖成为此列车的最大特征。
控制及制动系统
由于0系以两辆车为一个单元，因此电动机控制器也是每两辆共八台电动机共用一个。控制器采低压接点控制方式，是已在交流电用电力机车实验过的技术。电力被降压后不是被直接输入电动机，而是输入控制器，透过控制器对输入电动机的电力进行调整，从而达到控制的效果。和类似的高压接点控制方式比较，低压接点控制方式不需要大型变压器，有利0系减轻车体重辆。至於不采用当时普遍的弱励磁控制方式，则是因为列车可以从变压器自由地获得电压，不需要像电阻式控制一样，考虑减速时发动机产生的电压不足，令控制器承受巨大的电压差。经实验测试，这个控制器的最高可控制的速度是时速167公里，更高的速度控制则需由自动列车控制装置经制动系统调节。
0系的基本制动系统是碟式制动系统，制动碟外层为铸钢，内层则为烧结合金，由高压空气推动。但由于高速行驶时使用碟式制动会令制动碟和车轮强烈摩擦，除了会产生大量热能，也会大大减低制动碟和车轮的寿命。因此0系的制动系统还加入了发电制动方式，减速时让电动机变成发电机，将车轴的动能转化为电能，为车上的电阻器的散热扇提供能源。这种制动方式先前也曾在在来线车辆上应用，也同样主要用于列车在高速行驶时。此外，设计人员曾为0系设计各式各样的紧急制动系统，包括让“光前头”可以在紧急时利用液压系统向前伸出，像飞机的减速板增加空气阻力起减速之效；又或者可以在车侧设置减速版。但是这样的减速会引起令乘客不适的震荡和噪音，更会在车厢内产生过大的反作用力，因此弃用。
0 系的制动系统曾出现新旧车辆不相容的问题。由于前述的多种原因，日本国铁以新制的1000和2000番台车辆取代老化的0番台车辆。但两者转换制动系统（发电制动←→碟式制动）的速度有异，0番台车辆为时速50公里，1000和2000番台则为时速30公里。结果当两者混编时，0番台车辆的发电制动失效时，1000和2000番台车辆的发电制动仍能正常运作，结果令后方0番台车辆停止减速，冲前撞向前方正在减速的1000和2000番台车辆。因为这个问题，曾令车长下车时失足跌倒受伤，车厢内的饮料翻倒。事件起初于1994年被报道，当时JR东海声称“车勾能承受逾100吨的撞击力，故没有问题”，反而受到乘客的强烈反弹。其后事件被传媒广泛报道，当中更有不少跨大和歪曲事实的报道。发现问题所在后，JR东海和JR西日本最终决定将所有车辆转换制动系统的速度统一为时速30公里，才能解决问题。
各种编组方式
初期编组
初期0系均是12辆编组的列车，其编组编号是根据列车的制造商来编定。六家厂商的编组编号分别是：日本车辆制造－N；川崎重工业－R；近畿车辆－S；日立制作所－H；汽车制造－K；东急车辆制造－T（T11编组－）。初期编组的绿色车厢被编在7号和8号车，自助餐餐车则被编在5号和9号车。
其后因为列车班次的运用，令不同的列车有着不同的编组方式。如为了应付大阪世博的人潮，“回声”号用列车的绿色车厢减至一个而且位置不统一（7号或8号车），同时部分列车中的自助餐餐车被换上设有商店的普通车厢。而“光”号用列车编组则开始延长至16辆编组。
H、NH编组
JR东海NH31编组
H和NH编组均是供“光”号班次使用的列车，均为16辆编组。全盛时期日本国铁曾拥有99列，国铁民营化后所有列车均分配给继承东海道新干线和山阳新干线营运的JR 东海和JR西日本。编组中的8号车是餐车，9号车（后改为5号车）为自助餐餐车。绿色车厢有两辆，初时编在11、12号车，100系投入服务后改编在9、 10号车。
其中96列（H1－96）是按照初期车体设计（0番台）制造的列车。其后因为列车老化，日本国铁制造3列新列车（1000番台），以方便更换H编组中的老化车辆，即为首三列NH编组（初期称为N编组，NH97－99）。此後，更换了部分车辆的H编组均改称为NH编组。
最后的NH编组（NH32编组）
在NH编组服务晚期，由于山阳新干线的“光”号班次逐渐改以JR东海拥有较多的100系和300系为主力，JR西日本旗下的NH编组也服务东海道新干线的“回声”号班次，以平衡两家公司新干线列车的行车里程数。因此，JR西日本重组NH编组，以和JR东海“回声”号用YK编组统一编组方式。其中绿色车厢自11、12号车改编在9、10号车，自助餐餐车则改为5号车。
最后一列退役的NH编组是JR西日本的NH32编组，服务后期是最后一列编有餐车的0系列车。现在该列编组已全数退役及被拆毁
K编组
K编组是供“回声”号班次使用的列车，和H及NH编组都是16辆编组。K编组在山阳新干线（新大阪－冈山）开业时登场，全数共47列。
K编组主要由较早期制造（第13批或以前）的车辆组成，这些车辆都没有安装连续换气装置，不适合在隧道较长的山阳新干线冈山以西路段行驶，因此K编组未曾驶进该路段。同时，因为山阳新干线的各站停车班次是由“光”号（H及NH编组）负责，所以国铁未有替K编组进行改装工程。
由于K编组均是较早期制造的车辆，行驶一段时间后已出现老化的情况。因此日本国铁自1979年起需要以新制的1000番台车辆取代因老化而需退役的车辆。但是因为更换车辆不是一个简单的程序，而是需要以其他编组的车辆再编配，所以曾出现编入2辆自助餐车及编入1辆自助餐车和1辆商店车两种不同的编组。此外，如列车更换了车头，编组编号会加上50以玆识别。例如当K1编组的车头换上新制车辆，就改称为 K51编组。
此後当2000番台车辆登场时，更出现以“光”号用H编组车辆来取代K编组的老化车辆的情况。此时的编组编号模式也是按照前述方法决定。1984至1985年，日本国铁决定将所有K编组缩编为12辆编组，并改称为S编组。从此K编组不再存在。
S、SK编组
S和SK编组是供“回声”号班次使用的列车，是将K编组由16辆缩编至12辆而成。当时因为“回声”号乘客量下降和国铁财政紧绌，需将新制车辆数目减至最低以减省开支，因而决定将K编组缩编。
此外，日本国铁也趁此机会重编K编组。除了将早期制造的车辆（包括编组中的35型餐车）抽出编组外，也重编其他车辆，令S、SK编组的车辆和K编组没有任何关连[K 21]。
和H、NH编组一样，S、SK编组的差异在于编组的车辆。全数采用0番台的车辆是S编组，部分更换了较后期制造的1000和2000番台车辆的则是SK编组。
国铁民营化后，列车分别由JR东海和JR西日本继承。其中JR东海于1987年至1988年将旗下S、SK编组的中9、10号车升格为2+2座位的对号座位（指定席）车厢。此後于1989年至1991年，JR东海将S、SK编组再次增编至16辆编组，并改称Y、YK编组。
至於JR西日本，则把座位全部升格为2+2座位和更新车体涂装（采用100系的涂装），然后将列车投入“西日本光”号班次的营运，至2000年被新开设的“光铁路之星”号取代才退出服务。“西日本光”号列车分为两种，虽同属SK编组，但编组上有些不同。第一种是只编有1辆自助餐餐车（位于5号车，JR西日本称为WK编组），第二种则编有1辆自助餐餐车和1辆电影院车厢（分别位于5号和7号车，JR西日本称为WKV编组）。
电影院车厢是由27型普通车厢改装而成，设有可转动坐位、投射屏幕和扩音器。旅客可以在列车行驶博多站至西明石站间到那里观赏电影，初期收费600日圆，其后减价至500日圆，末期改为免费开放。不过很多乘客都忘记下车，需要补回车票。此後由于使用率下降，电影院的服务在1994年被取消。
Y、YK编组
YK编组的告别班次（摄于名古屋站）
Y、YK编组是JR东海供“回声”号班次用的列车，由S、SK编组增加4辆而成，以应付“回声”号日渐上升的乘客量。
如前文所述，Y、YK编组中部分车辆因没有安装连续换气装置而不能驶进山阳新干线冈山以西路段。如果编组中有这些车辆，列车的编组编号会加上50以玆识别。
0系退出东海道新干线服务的告别班次（YK8编组）
Y、YK编组原则上只服务“回声”号班次，但繁忙时期有时候会被用作服务临时“光”号班次，并会在山阳新干线路段行驶。
Y、YK编组和H、NH编组的不同之处是Y、YK编组只编上一辆绿色车厢和一辆餐车，而H、NH编组中则各有两辆。而Y编组和YK编组的差异也和H、NH编组一样，全数使用0番台车辆的称为Y编组，而部分或全部换上新制的1000、2000番台车辆则称为YK编组。
JR东海旗下最后一列0系列车是YK8编组，已在1999年9月18日服务了最后一班定期班次后退役。
R、WR编组
R、WR编组都是供“回声”号用的6辆编组列车，实际上两者的编组编号都是以"R"为开首。R、WR编组都是由JR西日本拥有，其中R编组是从NH编组改装而成，WR（R50番台）编组是“西日本光”号的6辆编组的版本，其后被由“西日本光”号用SK编组改装而成的WR（R60番台）编组取代。WR（R60番台）编组是0系最后维持服务的列车，也负责服务0系的告别班次。
R编组
儿童乐园（こどもサロン）
1985年，100系投入服务，取代部分0系列车服务“光”号班次。日本国铁决定将余下的0系缩编为6辆（首列为R0编组），服务博多－小仓的“回声”号班次，以应付该地区一直未能满足的通勤和通学需求。当时国铁称这些列车为“迷你新干线”，和现在的定义（山形、秋田新干线，和在来线直通运行）很不同。
1986年，为了和航空业竞争，国铁决定将R编组的服务范围扩充至整个山阳新干线路段。为了应付这个计划，国铁一次增加20列R编组，原有的R0编组则改称R21编组。国铁民营化时，这些列车全数由JR西日本继承。
1988年，JR西日本将其中4列R编组（R15、R2、R3、R1）提升为新制2+2座位，并改称为WR编组（R51－R54编组），投入新开设的“西日本光”号服务。至1994年，R51编组被复原为R2编组，WR编组被取消。详细请参阅WR编组一段。
1991年，JR西日本开设“穿梭光”号（シャトルひかり）班次，来往博多、广岛和冈山。至1997年取消时，一直都使用R编组列车服务。
1995年夏季，JR西日本在长假期期间开设“家庭光”号（ファミリーひかり）特别班次，将R22编组中的自助餐餐车（车辆编号：37-1505）的餐厅改装成儿童乐园（こどもサロン）[S 3]，获得家长一致好评。因此JR西日本将R2和R24编组的餐车都改装成儿童乐园，在长假期期间只服务“家庭光”号班次，并安排专业人员在区内照顾儿童。1998年至1999年间，JR西日本曾和任天堂64游戏“阿邦阿卡大冒险”（バンジョーとカズーイの大冒険）合作，在R2编组的车身贴上该游戏的人物作宣传。2002年，儿童乐园随着R2和R24编组陆续退役而被取消。
2000 年，JR西日本将“西日本光”号和“家庭光”号合并为“光铁路之星”号，并改以8辆编组的700系7000番台服务。自此R编组数量逐渐减少，最后余下的两列R编组（R10、R18编组）在2005年3月服务山阳新干线全线开业30周年的“光”号特别班次后退役。其中R10编组在当年秋季被拆毁，而R18 编组则被保留在冈山运转所作车掌培训车辆，至2006年2月27日才被拆毁。
WR编组
第一代“西日本光”号涂装
WR（R50、60番台）编组可分为两代，均是曾供“西日本光”号用的列车。
首代WR（R50番台）编组有4列（R51－R54编组），由原有R编组提升而成，和“西日本光”号一起于1988年投入服务。由于“西日本光”号大受欢迎，更出现供不应求的现象，JR西日本于是在R52－R54编组加入2辆绿色车厢，其后更将列车回复为12辆编组的SK编组。余下的R51编组主要服务清晨和深夜的班次，遇上需要加强运输能力的情况时，则会和R23编组并联行驶。而会使用这并联列车服务的班次，会在时间表中写上“部分日子会和回声号6辆编组并联行驶”（こだま型6両编组を并结する日があります），以玆识别。由于车勾设计只作紧急用途，两列列车的车勾均需进行改装工程以强化结构。1994年，JR西日本决定将R51编组还原为普通R编组，并改称为R2编组。自此WR编组曾消失一段时间。
涂上更新涂装的WR编组列车（摄于姬路站）
第二代WR（R60番台）编组于2000年登场。当时“西日本光”号被“光铁路之星”号取代，JR西日本将其中设备状况较佳的列车重组为6列6辆编组列车（R61－R66编组），服务“回声”号班次。第二代的WR编组座位全采用2+2配置，并安装了从100系拆除的车内资讯显示器。由于WR编组得到乘客的正面评价，JR西日本其后于2001年至2002年将一些要退役的SK、R和Q编组的车辆改装，并重组成两列WR编组（R67、R68编组），令WR编组的数目增至8列。同时，为了增加载客量，部分WR编组列车中的餐车后来被换上普通车厢[K 25]。令R62和R65编组成为0系最后编有餐车（但没有营业）的列车。2002年5月，为了更新列车的形象，JR西日本决定为WR编组和100系V编组换上以灰色主色配上车窗下萤光绿色横线的涂装。
2006年，R65和R66编组首先退役拆毁。2008年3月14日，最后一列编有餐车的R62编组退役。3月15日订正时间表后，每天动用WR编组的数目减至3列，以方便将3列服务告别班次的列车还原成开业时的涂装（R61、R67和R68编组，详细请参阅复旧工程段落）。更改涂装期间的班次则由不更改涂装的R63和R64编组代替。完成更改涂装后，R63和R64编组分别于6月19日和5月19日相继退役。剩余的3列WR编组则一直服务至12月14日的告别班次为止。
Q编组
在新干线乘务员训练中心内的Q3编组
Q编组是供“回声”号用的4辆编组列车，全数由JR西日本拥有。2000年代逐渐被100系P编组取代，现已全数拆毁退役。
为了提供来往博多、博多南线和小仓的短距离班次，JR西日本于1997年3月利用NH23 编组的车头组成首列列车，当时编组编号为R51。列车全数为使用较小车窗的后期制造车辆，3号车则编上37型自助餐餐车，但自助餐服务一直没有营业。其后再增加以H94和R21编组的车头组成的R52、R53编组，则是两边车头为早期的0番台，中间的车辆则是后期的1000、2000番台。（前述的R50 番台编组为6辆编组，于1994年被取消）
1997年11月29日订正时间表后，山阳新干线来往广岛、小仓和博多的班次全数改以这些4辆编组列车运行，这也是Q编组被容许的运行范围。同时，JR西日本将编组编号更改为"Q"，并再增加一列Q编组，成为Q1－Q4编组。其后于2000年1月17日再投入以NH99和R5编组的车头增编的2列Q编组，令Q编组的数目达到最高的6列。后期由于因为自助餐餐车的载客量不高，各编组陆续换上普通车厢。此外，也将老化严重的0番台车辆换上较新的1000、2000番台。最后还编有0番台的车辆为Q2编组。
2000年秋季，JR西日本将3列“超级光”（グランドひかり）号用的100系V编组缩编为4辆编组，以取代0系Q编组。自此以Q编组服务的班次大幅减少，其中Q5、Q6编组被扩编成为6辆编组的R编组。而Q编组中唯一还编有0番台车辆的Q2编组则首先于2001年3月9日退役。其他Q编组则于2001年10月1日订正时间表后全数退出服务，大部分退役列车最后都被拆毁。但Q3编组则获保留，2000年12月1日被编配在新下关站附近的新干线乘务员训练中心作为教材使用。随着JR西日本宣布让0系退役，2009年1月4日被一列100系P编组牵引到博多总合车辆所拆毁。
特殊编组
为了于1974年10月6日接送出席第61届跨国会联会（IPU）的出席者来往东京和京都两个会议场地，日本国铁该年制造了一列别名为“光号特别列车”（ひかりスペシャル）的H70编组，属第18批车辆。这列12辆编组的列车除了头尾4辆车外，其余8辆均是绿色车厢。由于0系车辆以两辆为一单元，会议后此编组中多出的绿色车厢被分配到因山阳新干线延长至博多而增造的0系列车。而H70编组则加入新制的普通车厢，变回普通的H编组列车。
试制车辆
1000型的模型，左编是B编组的1003，右边是A编组的1001
为了研究列车高速运行时所出现的现象，进而开发可靠的新干线列车，国铁旗下的铁道技术研究所（铁道总合技术研究所（JR总研）前身）和承造0系的公司制造了型号为“1000型”的实验列车，并在先行建造的鸭宫实验线区进行多次实验以收集数据。为了比较不同的设计和组件，当时共有两组列车：
A编组：2辆编组（1001－1002），车身上下各涂上一条蓝色幼线，和后来0系的涂装不同。车头灯是细长形设计，车头侧面安装列车编号显示器。
B编组：4辆编组（1003－1006），涂装和0系相同。于1963年3月30日以时速256公里成为当时世界上极速最高的铁路车辆。
根据两列实验列车收集的数据，国铁再以新设计制造了一列6辆编组的C编组（1011－1016）进行量产前最后试验。东海道新干线开业时，C编组再被编上6辆车辆，成为普通列车投入正常服务。现在C编组的部分车辆被静态保存于大阪市港区的交通科学博物馆。
最后定期班次
2008年12月14日下午2时56分，0系最后的告别班次“光”347号（读音和日语的“再见”相近）载着约400名乘客和网上收集到的5,460则留言，从新大阪站开出前往博多站。此班次由R61编组服务，车上服务员均穿上山阳新干线开业时的制服，而乘客则获赠纪念车票。列车开出前举办了出发典礼，有约2,800名铁道迷参与。列车途中在广岛站也有告别仪式。傍晚6时1分，“光”347号抵达博多站，并在该站举行告别仪式。最后0系在1600人的欢送声下驶离博多站，为44年的长期服务画上完美的句号。
而在12月14日当天，Google在日语版首页的标志被换上0系新干线的图片，以纪念0系新干线的服务。这次改动由Google内部喜欢铁道的工程师提出和实行，图片则由川岛优志提供。
保存车辆
21-1、22-1、16-1、35-1：大阪府大阪市港区交通科学博物馆
这四辆车辆是首列出厂列车的组成部分，已于2007年8月被列为日本机械遗产，其后于其后2008年10月被JR西日本指定为铁道记念物。
21-2、22-2：大阪府吹田市JR西日本社员研修中心
21-2已于2008年8月转赠予JR东日本的铁道博物馆收藏，现时暂存于附近的大宫总合车辆中心。搬运过程历时四日，8月27日吊运上牵引架，28日凌晨运往神户港登船，31日抵达大宫总合车辆中心。两辆车辆由日本车辆制造，初期称为N2编组，1972年改称为H2编组。1977年退役后，翌年成为国铁关西铁道学园（即现JR西日本社员研修中心）的驾驶训练设备。这两辆车辆未有进行任何改装，仍维持着1964年新干线开业时的设计。
在大英铁路博物馆展出的22-141
21-86、22-86、36-84、37-2523、16-2034：静冈县滨松市中区JR东海滨松工场
21-25（只有前半段车身）：埼玉县埼玉市大宫区铁道博物馆
22-56（只有前半段车身）：北海道中川郡池田町酒之国
21-59：静冈县富士市新通町公园
根据公园的告示板说明，该公园是首个展出新干线车辆的公园。
21-73：大阪府摄津市新干线公园
22-75：东京都青梅市青梅铁道公园
曾以200系的绿色涂装展出，后来在公园设备整修时涂回原有涂装。
21-5035，台湾高速铁路建筑界限测量车。
22-77：福冈县福冈市早良区五月幼稚园
21-100：东京都昭岛市昭岛市民图书馆踯躅丘分室（昭岛市踯躅丘公园内）
21-141（只有前半段车身）：爱媛县西条市四国铁道文化馆
2007年10月前存放于四国旅客铁道（JR四国）多度津工场内。
22-141：英国约克郡大英铁路博物馆
和21-141均是H94编组的车头。2001年由西日本旅客铁道（JR西日本）赠予。
22-1003（只有前半段车身）：京都府龟冈市铁道历史公园
21-2023（只有前半段车身）：静冈县滨松市天龙区佐久间铁道公园
22-2029（JR东海YK8编组16号车辆）：爱知县丰川市日本车辆制造丰川制作所
21-7038（原型号：21-2026）（只有前半段车身）：兵库县神户市中央区神户海洋博物馆“川崎世界”
21-5035（原型号：21-1032）：台湾高速铁路
由JR西日本赠予获得台湾高速铁路合约的财团（JR西日本是成员之一），用以测量路线的建筑界限和确认路线适宜运行，目前仍于新竹服役中。由于21型车头没有集电弓，不能自力行驶，故需要机车在后方推动车辆。
22-73：曾在冲绳县宜野湾市冲绳会议中心内展出，但因盐害严重而于1998年12月底被拆毁。