ミニ新幹線は、フランスの高速鉄道TGVが終着駅から在来線に乗り入れ地方都市に直通運転していることに着目してつくられました。在来線の線路を利用するため、フル規格の新幹線を新設するよりも工事費は格段に安く、山形新幹線の場合、新線の建設に比べて約20分の1で済んでいます。途中の多くの町にも停車することができ、並行在来線の廃止問題もないなどのメリットがあります。また、在来線とは車体の寸法が異なるため、新幹線よりも小さな車両が必要になるものの、山形新幹線は、既存の設備を活用した新しい新幹線整備の手本となりました。

「つばさ」のデビューと同時に登場した400系（2010年に引退）は、ミニ新幹線の初代車両として開発された斬新な車両でした。従来の新幹線車両の殻を破ったシルバーメタリックの流線形車体で、新幹線区間は大型の新幹線車両に併結されて走行。福島駅で分割され、在来線区間を最高時速130㎞で走ります。400系「つばさ」はその性能を遺憾なく発揮し、奥羽本線の難所、福島〜米沢間の板谷峠も難なく走行しました。のちの新庄延伸開業時には、400系の後継車としてE3系が投入されました。E3系は山形新幹線に次いで開業した秋田新幹線用につくられた車両で、インバータ制御でモーターを駆動する方式に変更され、先頭形状も大きく変わっています。

2014（平成26）年には、E3系をジョイフルトレインに改造し、車内で「足湯」が楽しめるユニークな車両「とれいゆ つばさ」が登場。福島〜新庄間で運転されるもので、山形新幹線の美しい車窓を眺めながら足湯に浸かるという新幹線では例のない体験ができるようになりました。

2024（令和6）年には最新のE8系が導入される予定で、東京〜福島間を時速300㎞で走行できるといいます。所要時間が短縮されるなど、山形新幹線は今後ますます目が離せない存在となります。

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