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エネルギー使用合理化技術戦略的開発（ＦＳ調査） ＬＲＴ安全運行システム の研究開発

エネルギー使用合理化技術戦略的開発（ＦＳ調査） ＬＲＴ安全運行システム の研究開発. ( 株 ) ライトレール 川崎重工業 ( 株 ) ( 独 ) 交通安全環境研究所 平成 19 年 2 月 27 日. 研究開発の目的. 最終目標 自動車から軌道交通へのモーダルシフト による運輸部門の省エネルギー 技術開発の目的 ＬＲＴの高速・高頻度運行を安全・低コストに可能とする安全運行システムを開発 待たずに乗れる、早く着ける！ 本ＦＳの目的 システム仕様の検討、その評価、システム普及の有効性把握. ライトレール脚光. 富山ライトレール 本数 3.4 倍

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エネルギー使用合理化技術戦略的開発（ＦＳ調査） ＬＲＴ安全運行システム の研究開発

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Presentation Transcript

  1. エネルギー使用合理化技術戦略的開発（ＦＳ調査）ＬＲＴ安全運行システムの研究開発エネルギー使用合理化技術戦略的開発（ＦＳ調査）ＬＲＴ安全運行システムの研究開発 (株)ライトレール 川崎重工業(株) (独)交通安全環境研究所 平成19年2月27日

  2. 研究開発の目的 • 最終目標 • 自動車から軌道交通へのモーダルシフトによる運輸部門の省エネルギー • 技術開発の目的 • ＬＲＴの高速・高頻度運行を安全・低コストに可能とする安全運行システムを開発 • 待たずに乗れる、早く着ける！ • 本ＦＳの目的 • システム仕様の検討、その評価、システム普及の有効性把握

  3. ライトレール脚光 • 富山ライトレール • 本数3.4倍 • 利用者2.7倍 • 多数のＬＲＴ構想 • 活用されぬ地方鉄道も多数 • 本システムの価値 • 低コストに利便性向上 ⇒ 需要喚起・収益改善 2

  4. ＧＰＳ 携帯電話回線 地上汎用回線 列車 駅 センター 踏切 災害箇所 開発システムの概要 地方鉄道を含むライトな軌道交通へ適用 (1)列車位置検出 (3)運行制御 (2)データ通信

  5. 実施計画 ＦＳ１システム仕様に関するＦＳ汎用の技術・インフラ・機器により経済的システムに 川崎重工業(株) ＦＳ２システム評価に関するＦＳ機能性・安全性・安定性・経済性の観点から評価 (独)交通安全環境研究所 ＦＳ３システム有効性に関するＦＳＬＲＴ構想・既存地方鉄道を調査し省エネ効果を試算 (株)ライトレール

  6. 各ＦＳの内容 • ＦＳ１：システム仕様に関するＦＳ • (1)列車位置検出の仕様検討、(2)データ通信の仕様検討、(3)運行制御の仕様検討 • ＦＳ２：システム評価に関するＦＳ • (1)評価基準（機能性・安全性・安定性・経済性）、(2)簡易走行試験による評価 • ＦＳ３：システム有効性に関するＦＳ • (1)ＬＲＴ実現構想の調査、(2)既存地方鉄道の調査、(3)運輸部門の省エネ効果試算

  7. ＦＳ１システム仕様に関するＦＳ汎用の技術・インフラ・機器により経済的システムにＦＳ１システム仕様に関するＦＳ汎用の技術・インフラ・機器により経済的システムに 川崎重工業(株)

  8. 成果ＦＳ１(1) 列車位置検出の仕様検討 • 既存システムを現況調査したところ、 • 軌道回路方式（左右レールに電流を流し在線すると車輪が短絡することで列車検知）は極めて高価でＬＲＴに不適 • システム仕様検討の基本的考えを整理 • 速度発電機出力値・ジャイロセンサ・ＧＰＳ・マップマッチング手法等を活用 • 車上での列車位置精度は１ｍ以下に • 信頼性は低水準で可 ← データ誤り時も運転士監視や縮退モードにより重大事故防止

  9. 成果ＦＳ１(2) データ通信の仕様検討 • 既存システムを現況調査したところ、 • 自前通信回線は極めて高価でＬＲＴに不適 • システム仕様検討の基本的考えを整理 • 携帯電話・地上汎用回線を活用 • 各列車は位置・速度を常時センターへ送信 • センターは列車・設備の情報を取得・配信 • 駅構内では列車同士が直接交信 • 現地機器は既存品を有効活用 • 踏切・土砂崩れ検知装置・転落検知マット等 • 信頼性は低水準で可

  10. 成果ＦＳ１(3) 運行制御の仕様検討 • システム設計の基本的考えを整理 • 各列車は他列車・設備の情報を受信し、 • 同方向の続行運転：先行列車の位置・速度を受信し間隔・速度を制御 • 単線区間での行違い：対向列車の位置・速度を受信し出発可否を判断 • 踏切通過：遮断情報を受信し所定速度または速度制限を判断 • 沿線異常情報：現地機器の情報を受信し緊急停止・速度制限

  11. 運転席のモニタへの表示内容は、 • 走行線区の駅・配線・線形・速度制限等 • 自列車の位置・速度 • 先行列車・行違い列車の位置・速度 • 踏切の遮断状況 • 現時点以降の走行指示速度 • その他異常情報等 • 速度超過の場合は自動的にブレーキ動作

  12. ＦＳ１の今後の取組み • 全体的に概略仕様の策定を進め、 • 列車位置検出 • 精度・信頼性を机上検討 • データ通信 • データ交信時間・信頼性を机上検討 • 既存現地機器に関する情報を収集・整理し、情報取得及び制御のインターフェース検討 • 運行制御 • 運転席モニタの表示パターンの試作

  13. ＦＳ２システム評価に関するＦＳ機能性・安全性・安定性・経済性の観点から評価ＦＳ２システム評価に関するＦＳ機能性・安全性・安定性・経済性の観点から評価 (独)交通安全環境研究所

  14. 成果ＦＳ２(1) 評価基準　①機能性 1)最高運転速度 • 40km/hを超える（軌道法の定めを上回る） 2)最小運行間隔 • 複線区間：最小運行間隔は以下＋停車時間 • 駅での先行列車出発～後続列車到着30秒以内 • 単線区間：最小運行間隔は現地条件による • 行違い駅に双方向列車が停車・減速せず到着 • 先行到着列車は対向列車の到着と同時に出発 　⇒ 高速・高頻度運行を実現

  15. 成果ＦＳ２(1) 評価基準　②安全性 • 前記の高速・高頻度運行条件下でも、 1)追突・正面衝突・速度超過に至る可能性のある事象：１億列車キロ当り6回以下 • 16年度列車衝突7件/年÷運転士による回避0.1÷全鉄道走行キロ13.3億km/年 2)踏切無遮断・異常情報の不伝達：100万列車キロ当り0.5回以下 • 営業10km､4分間隔､18時間運行で年1回＝1回/年÷(10km/本×15本/ｈ×2×18ｈ/日×365日/年) 3)上記事象が起きても重大事故へ直結せず 　⇒ 現行の鉄道の安全度を下回らない

  16. 成果ＦＳ２(1) 評価基準　③安定性 • 汎用機器の故障その他によりシステムダウンしても重大事故に直接は至らず、 1)その頻度が100万列車キロ当り6回以下 • 営業10km､4分間隔､18時間運行で月1回＝1回/月÷(10km/本×15本/ｈ×2×18ｈ/日×30日/月) 2)縮退モード（最高速度引下げ・運行間隔拡大等）に切換えて最低限の運行を継続 　⇒ 社会的に許容し得る

  17. 成果ＦＳ２(1) 評価基準　④経済性 • システム価格 • 以下の路線に関して既存システムと比較 • 複線10km、待避可能駅2、踏切10 • 単線10km、行違い駅2、終端駅1線、踏切10 　⇒ 低価格ならＬＲＴへも適用可能に

  18. 成果ＦＳ２(2) 簡易走行試験による評価 • 簡易システムを試作し線路上で走行試験 • システム構築上の最も基盤となる列車位置検出性能を評価 • 検出可能区間：走行試験の全区間 • 位置検出精度：１ｍ以内 • 以下によるシステム全体としての若干の精度低下を、机上検討で確認 • センター・他列車とのデータ交信時間 • センター・他列車・自列車上での演算時間 　⇒ システム開発の実現性を確認

  19. ＧＰＳ アンテナ レベル コンバータ 速度データ 取得装置 ＧＰＳ 受信機 速度データ取得装置（運転席内） ＧＰＳアンテナ （車両屋根上） M51 data GPEX 簡易走行試験での収集データ • 交通安全環境研の以下の装置を活用 ＧＰＳ位置データ 速度発電機出力値

  20. ＦＳ２の今後の取組み • ＦＳ１にて検討の仕様を評価 • 目標とする機能の実現性を評価 • 不都合な事象の発生確率を机上検討 • 汎用機器の故障、列車位置検出のズレ、通信時のデータ誤り、通信途絶等の確率から試算 • 縮退モードへの切換えの有効性を検証 • 複線・単線の想定２パターンについて、本システムと既存システムの費用試算・比較 • 簡易走行試験の実施と評価

  21. ＦＳ３システム有効性に関するＦＳＬＲＴ構想・既存地方鉄道を調査し省エネ効果を試算ＦＳ３システム有効性に関するＦＳＬＲＴ構想・既存地方鉄道を調査し省エネ効果を試算 (株)ライトレール

  22. 成果ＦＳ３(1) ＬＲＴ実現構想の調査 • 各地のＬＲＴ構想を調査 • 堺、宇都宮、福井、池袋、新潟　等 • 首長は熱心、国も支援しても具体化に時間 • 共通の特徴 • 信号システムは設置せず低速・低頻度運行 • 少ない需要予測で、赤字試算 • 多額の税金投入の社会的合意も形成できず • 本システムにより 　⇒ 低コストに高速・高頻度運行化

  23. 成果ＦＳ３(2) 既存地方鉄道の調査 • 各地の地方鉄道を調査 • 相応の沿線人口がありながら廃止 • 岐阜路面電車、桃花台新交通、鹿島鉄道　等 • 現存の鉄道インフラが有効活用されず • 盛岡の山田線、東武宇都宮線、銚子電鉄　等 • 共通の特徴 • 低速・低頻度運行で、少ない利用者 • 高速・高頻度運行が高コストで実行できず • 本システムにより 　⇒ 低コストに高速・高頻度運行化

  24. 成果ＦＳ３(3) 運輸部門の省エネ効果 • ＬＲＴ等がカバーし得る人口比率 • 下位値：1,040万人≒8％ • ＬＲＴ50路線×8万人/路線＝400万人 • 地方鉄道160路線×4万人/路線＝640万人 • 上位値：1,700万人≒13％ • ＬＲＴ70路線×10万人/路線＝700万人 • 地方鉄道200路線×5万人/路線＝1,000万人 • モーダルシフト2～3％とした省エネ量 • 8％×2％≒0.2％ ～ 13％×3％≒0.4％ • 乗用車5000万kl/年に対し10～20万kl/年

  25. ＦＳ３の今後の取組み • ＬＲＴ実現構想の調査 • 想定の利便性・収支等を公開情報にて調査 • 本システムでの利便性向上･収支改善を想定 • 既存地方鉄道の調査 • 現状の利便性・収支等を公開情報にて調査 • 本システムでの利便性向上･収支改善を想定 • 運輸部門の省エネ効果の概算 • ＬＲＴ普及・地方鉄道再生によるモーダルシフトの効果を概略試算

  26. 全体的な課題と今後の予定 • 課題 • 実施計画を着実に実行し、本システムの有益性・先導性・実現性を実証 • 今後の予定 • 目的の機能を実現するシステム仕様の検討 • 機能性・安全性・安定性・経済性から評価 • 適用による運輸部門の省エネ効果の概算 • 次フェーズへ移行できる成果としたい • 運輸部門のエネルギー使用合理化に貢献

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