JP2021116055A

JP2021116055A - ミニレール交通システム

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Publication number: JP2021116055A
Application number: JP2020021910A
Authority: JP
Inventors: 和憲市川; Kazunori Ichikawa
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-01-27
Filing date: 2020-01-27
Publication date: 2021-08-10

Abstract

【課題】現行の鉄道、モノレールなどは大きな輸送力を有するが、建設用地獲得、建設コスト、運営費などに多大な費用を要する。輸送力は路面電車程度で上記問題点を解決する交通システムを供給する。【解決手段】鉄道用地を必要としないで、図２に示す都市の道路脇の僅かなスペースに建てた支柱の上、ビル脇や屋上、道路脇地下面、主要道路の中央分離帯などに１０６７ｍｍに満たないミニレールとコンピューターでコントロールされた車長１０メートル以内、車幅１メートル２０ｃｍ以内の車両とより多くの車両が走れるアルゴリズムで、走行車間時分１０秒以内の間隔を置いて踏切を持たないミニレール上を車両が連続して走ることを特徴とする【選択図】図２

Description

本発明は都市市街地に於ける一般に言う狭軌１０６７ｍｍに満たないミニレール、その上を走る車両とその運営に関する

ボギー台車の回転時適応性、鉄道及びモノレールの長所短所、ジェットコースター、マッドマウスコースターの土台、進行方向速度及び回転曲率半径、電車の停車時マイナス加速度、回転時快適横方向加速度。車の減速時マイナス加速度、ＡＴＳ、ＡＴＣ、鉄道の緊急停止システム。

特開２００６―５６２９０

現行のＪＲなどの鉄道システムは１０６７ｍｍ或いは１４３５ｍｍという幅で建設に広いスペース、また車両が大きく重いので建設に広い用地と多額な費用を必要とし、建設後の運営にも多額な費用が必要である。輸送力は大きいがこの運営費のために日本では鉄道の地方公共団体への譲渡、又は廃止という結果を生んでしまう。モノレールシステムにおいても用地こそは鉄道に比べ少ないが、建設費、維持費の出費は大きい。それゆえモノレールシステムはあまり建設されていない。鉄道ほど大きな輸送力を必要としない環境の基では現行の鉄道システムは不利と言える。路面電車はある程度の輸送力を有するが、他の交通を妨げることとなりその面での短所がある。当ミニレース交通システムはこの問題を解決しようとする。

上記の都市交通システムにおいては車両がランダムに通行すると述べられているが、連続して走る通行車両にたいしては述べられていない。

上記の都市交通システムに示される支線を持つ一方通行は一本だけの本線で規模が大きくなり、本線が複数関係しあう場合には述べられていない。

レールを設置するための支柱幅以外に鉄道用地を必要としないで（１−７）に示す僅かなスペースに建設するレール幅１０６７ミリメートル未満の鉄道とそこを走行するコンピューターコントロールによる車長１０メートル以内車幅１２０ｃｍ以内の車両が（７７，７８）で示される別車線からの侵入車両が入るスペースを保有しつつ、安全停止距離以上の速度に応じた一定巡行距離を保ちながら連続走行し、上記の複合形である（８７）で示される一方通行システム、（７４）で示される方向転換交差点の幾何学的アルゴリズムで多くの車両が安全に走行できることを特徴とする踏切を持たないミニレール交通システムを形成する。

２タイプの車両と２タイプのレールよりなり、一人乗り用のタイプ１（１１）車両はレールタイプ１（１２）と２（！４）の両方を走行でき、小型バンタイプ２、１０−１２人用車両（１３）はレールタイプ２のみを走行できることと、都市内密集地域に建設可のレールタイプ１と建設場所にやや強い土台とレール脇にやや広いスペースが必要なタイプ２の組み合わせによりレールが敷かれている任意の２乗降駅を移動するより多くの乗客を運ぶことができる請求項１に記載のミニレール交通システムを形成する。

日本においては鉄道廃止になった所における当ミニレール交通システムの建設、大都市においても中央分離帯、道路脇の地下面などを利用して現在の都市の美観を最小限にして、都市細部に渡るミニレール交通システムの建設が可能である。特に鉄道が廃止された過疎地域に車両タイプ２とレールタイプ２の建設は有益であろう。タイプ１車両で路面電車なみ、タイプ２車両ではローカル線の鉄道輸送力同等かそれ以上の輸送力を発揮する。

ミニレール交通システムの乗降駅は乗客数に応じた簡単なプラットフォームと乗車関連機器のみで簡単にでき、大都市の必要とされる所に容易に無人の乗降駅を建設することができる。政府、大会社などの私設駅はアクセスコントロールでき、百貨店、大型スーパーなどは敷地内に駅を建設することにより、より高い売り上げが期待できる。

新幹線のように踏切はなく速度も遅く安全性が高く、建設コスト、運営コストも安く乗客は全て座って移動できるので快適である。道路における車両を減少させ、空気中ＣＯ_２濃度減少と地球温暖化阻止に貢献する。

東南アジア諸国の大都市は鉄道網が乏しくひどい交通マヒの状態が続いている。鉄道を敷くスペースもほとんどない。日本企業が世界の開発途上国においてミニレール交通システムの建設に活躍することが期待される。

都市における様々な当ミニレールを敷ける可能性を示す。都市における様々な当ミニレールを敷ける可能性を立体的に示す。一人用車両タイプ２車両（小型バンタイプ車両）左が側面図、右が上面図レール、その土台構造と架線電気回路架線とパンタグラフの拡大結合図本線、支線、引き込み線と乗降駅無人乗降駅における乗客の乗車状況方向転換交差点矢印は車両の進行方向を示す方向転換交差点における方向転換例。星印は新車線に入る待機ポイント侵入車両準備のための車間スペース一方通行単線の複合形の例主要幹線道路に敷かれたタイプ２レールとタイプ２車両タイプ１車両とタイプ２車両の共同運行のアルゴリズムタイプ１車両とタイプ２車両の共同運行の例乗客数が少ない時のタイプ１車両のみによる移動手段の例

ミニレール交通システムとは現行の鉄道システムの公共性と機能性、マッドマウスコースターの急カーブ適応性と安価建設コストと狭い建設スペース性、コンピューター技術の融合と適切なアルゴリズムにより夫々の長所を取り入れた輸送力、輸送力路面電車サイズ或いはそれ以上の公共交通機関である。
鉄道用地を必要としないで、図１、２に示す都市の道路脇の僅かなスペースに建てた支柱（８）の上、ビル脇（６）や屋上（１）、道路脇地下面（５）、主要道路の中央分離帯（３，４）などに１０６７ｍｍに満たないミニレールとコンピューターでコントロールされた縦１０メートル以内横１メートル２０ｃｍ以内の車両とより多くの車両が走れるアルゴリズムを構成し踏切のないミニレール上を車両が巡行時１分以内の間隔を置いて連続して走ることを特徴とする公共交通機関。

当システムに登場する２タイプの車両と２タイプのレールについて説明する。数値は暫定値で必要に応じて決定する。車両はタイプ１（１１）車両とタイプ２車両（１３）。タイプ１車両は一人乗り用で社長約１１０ｃｍ、車幅約７０ｃｍなのでとても狭く軽い。タイプ２車両は車長約６００ｃｍ車幅約１１０ｃｍ、１０−１２人乗りである。レールについてはレールタイプ１（１２）とレールタイプ２（１４）があり、両者のレール幅は同じだがタイプ１レールは車両タイプ１のみが通行できる。都市の道路脇、地下面、ビル内、屋上などに敷かれ急カーブがあってもよく、タイプ１車両は最低曲率半径で回転できる。レールと隣接ビルの間隔は最小。強度はタイプ１の車両（１１）の結合連続体の重量を支えるのに十分であればよい。最高速度３０ｋｍ。レールタイプ２はタイプ２車両用（１３）のレールで急カーブがなくタイプ１レールより強度が大きくなければならない。レールと隣接ビルの間隔はレール１よりも広くなければならない。最高速度は時速５０−６０ｋｍと考えられる。タイプ１車両も乗客数が少ない時にはタイプ２のレールを利用できる。両タイプの車両とも安全停止距離以上の速度に応じた一定巡行距離を保ちながら連続走行する。表１は上記のまとめを示す。

レールの土台については支柱（８）の上に三角構造のレール支持構造（３１）を敷きその上にレール（１２，１４）を敷く。三角構造は必要に応じて補助バー（３２）を入れる。図５は支柱の上に置かれた三角構造のレールの土台、その上に敷かれたレール（４３）と電気供給の架線保護レール（３３）を示している。

供給電圧は小さな車両を動かすので２４０Ｖが最適と思われる。片側レールの横に架線保護レール（３３）を敷き、内部を絶縁体（３５）で覆いその下に架線（３４）を敷く。パンタグラフ（３７）は車輪状で回転しながら電気を取り（スプリング式でもよい）、バネで上方向に押され架線と離れないようにされている。またパンタグラフは車両の走行に応じて多少の上下左右に移動する。パンタグラフの水平移動に対しては架線（３４）の幅の広さがそれに対応する。水平棒（３９）の水平棒移動スペース（４１）は水直方向に若干のスペースがありパンタグラフの上下移動を吸収する。万一車輪がレールから離れようとした時には水平棒（３８）が垂直棒移動スペースの底（４２）にあたり、脱輪を妨げる。図６参照。図７はパンタグラフが電気を取る時の拡大図を示している。

ミニレール交通システムを構成するレール（１２，１４）は本線（５５）、本線から分かれた支線（５６）、引き込み線（５７）よりなる。図８参照。本線では基本的に車両は一方通行ノンストップ。本線から分かれた支線は乗降駅（５８）を形成する。ある駅で停車しない車両は本線（５５）を走り、停車する車両だけ支線に入り乗降駅で停車する。乗降駅では客の降車、乗車が行われる。乗客は行先の乗降駅の番号を乗車ボード（６８）に自己カードと共に入力しアナウンスと掲示板による乗車順を待つ。支線は再び本線の一方通行に導かれる。乗客を乗せた車両（６２）は乗降駅で乗客を降ろし（６３）、新しい乗客を乗せる（６４）と自動的に乗客の指示した駅に向かって出発する（６５）。この状況は図９に示される。

発車、走行、停止は全てコンピューターのコントロールで行われ、走行についても車間距離コントロールは車両の前に取り付けられた車間距離測定装置の情報を基に計算された速度に応じた前車両との安全停止距離を保ち連続走行する。或いは最新のコントロールシステムがあればそれを利用する。

主車線は一方通行で図１８に示すアルゴリズムによって任意の乗降駅に到達することができる（図１３）。また広い道路などで２車線の両方向のレールが交差するときにはその交差点に方向転換交差点を作ることができ、車両は任意の方向に進むことができる。図１０参照

スムーズな方向転換を実行するために何台かに一台は方向転換してくる車両が入れる空き車両スペースを作る。図１２は例として３台に１台の割合でスペースを作っておくとそこに侵入してきた車両がスムーズに入れる。図１１参照。

余分な車両は引き込み線（５７）で待機し必要に応じて出車し不必要になれば引き込み線に戻る。また故障車両が発生したときは後ろを走る車両に押され、一番近い乗降駅（５８）に誘導される。乗客はそこで降ろされ、次の到着車両を優先的に待つ。故障車両は引き込み線に入れられる。後ろを走る車両は作業終了後再び目的乗降駅に向かって出発する。

タイプ１車両が巡行時車間時分を３秒ごとに連続して運行された場合、一分間に１８人以上の輸送力を有する。これは４分おきに走るトラムの輸送力に匹敵する。鉄道に於いては車輪と鉄道の摩擦が少なく、車輪のブレーキだけでは非常時停車または傾斜レール上で停車することはできないが、電磁吸着ブレーキ（例：熊本市路面電車）、レール圧着ブレーキ或いは架線保護レールを利用したブレーキを適用することにより、緊急時の一般鉄道車両より優れた短距離停止が可能となる。乗客は座っているので安全である。また最大勾配に於いては大井川鐡道井川線の０．０９が参考となる。タイプ２の車両３両連結が同様に運行した場合にはその２０倍の輸送力、一分間に最大限約３５０人の輸送が可能となる。

ミニレール交通システムの発展形（この段落から最後まで）
上記の２タイプのレールと２タイプの車両の共同運行によってより効率よく乗客を運ぶことができる。
レールタイプ１（１２）と２（１４）の共同運行の例として大都市と郊外小都市のレールシステムを図１５によって示す。細い線はタイプ１レール（１２）、太い線はタイプ２レール（１４）。図１５参照。
乗客数が多い時大都市のＡ地点から近郊小都市のＢ地点まで行くにはタイプ１レールを走るタイプ１車両（１１）に乗り、乗り換え駅（７３）でタイプ２レールを走行するタイプ２車両（１３）に乗り換え近郊小都市の乗り換え駅に行きそこでまたタイプ１レールを走るタイプ１車両に乗り換えて目的駅Ｂにいく。図１６参照。

図１７は深夜などの乗客数が少ない時の移動手段として同様に大都市Ａ地点から郊外小都市Ｂに行く経路を示している。乗客が少ない時はタイプ１車両（１１）が大都市Ａから郊外小都市Ｂまで直接運行する。タイプ１車両はタイプ２レール（１４）を通ることができる。

レール、車両の規格化もコスト節約に貢献する。レールは長さ曲率も規格化され、老朽化或いは交換が必要な時には交換だけで済む。車両もできる限りパーツに別れ、取り換えだけで修理できるようにする。これは修理速度の迅速化とコスト削減にも貢献する。

問題点は車いすを必要とする人はタイプ１車両が利用できない。タイプ２車両は広いので車椅子でも利用することができるようにすることは可能であろう。

１ビルの屋上の上
２ビル脇の僅かなスペースに建設された支柱の上
３幹線道路の中央分離帯の上
４幹線道路の中央分離帯の下
５道路脇の地下
６ビルの外壁
７ビルを貫通して
８レールを支える支柱
１１一人用車両（段落番号２０以降についてはタイプ１車両）
１２タイプ１レール或いはタイプ２レール（段落番号２０以降についてはタイプ１レール）
１３小型バンタイプ車両
１４タイプ２レール
２１コンピューター（端末）
２２モーター
２３ボギー車用車輪
２４接続端子＋ショックアブソーバー＋前車両との距離測定装置
２５バッグスペース
２６カメラ
３１三角構造
３２補助バー
３３架線保護レール
３４架線
３５絶縁体
３６パンタグラフシステム
３６ａ：側面図、３６ｂ：斜めから見た図
３７パンタグラフ（車輪状で架線と接触する所）
３８水平棒
３９垂直棒
４０パンタブラフと架線が接触した状態
４１垂直棒移動スペース
４２垂直棒移動スペースの底
４３車輪
５５本線
５６支線
５７引き込み線
５８支線及び乗降駅
５９矢印は車両の進行方向を示す
６１主車線を走るタイプ１車両
６２支線で減速する車両
６３乗降駅で停車し乗客を降ろすタイプ１車両
６４乗降駅で乗客が乗車するタイプ１車両
６５乗降駅で乗客が乗車しドアがしまり出発するタイプ１車両
６６乗客を乗せ加速して主車線に入る準備をするタイプ１車両
６７乗客にアナウンスを含んだ乗車情報を与える電子乗車案内板
６８乗車ボード：乗客はここで行先の駅の番号を入力する。
７３乗り換え駅（タイプ１車両及びタイプ２車両）
７４方向転換交差点（図１１）
７６車両侵入車線待機地点
７７速度に応じた安全停止距離以上の一定巡行距離
７８侵入車両が入るスペース。侵入車両が入った時、前後車両スペースは安全停止距離以上の一定巡行距離でなければならない。
８１大都市
８２郊外小都市
８３出発乗降駅Ａ
８４目的地乗降駅Ｂ
８５ＡからＢまでタイプ１車両を利用し、大都市の乗り換え駅でタイプ２車両に乗り換え再度郊外小都市の乗換駅で車両タイプ１に乗り換えＢに到着する。太黒字にて表現
８６閑散時間Ａから車両タイプ１のみを利用しＢに到着する。

Claims

レールを設置するための支柱幅以外に鉄道用地を必要としないで（１−７）に示す僅かなスペースに建設するレール幅１０６７ミリメートル未満の鉄道とそこを走行するコンピューターコントロールによる車長１０メートル以内車幅１２０ｃｍ以内の車両が（７７，７８）で示される別車線からの侵入車両が入るスペースを保有しつつ、安全停止距離以上の速度に応じた一定巡行距離を保ちながら連続走行し、上記の複合形である（８７）で示される一方通行システム、（７４）で示される方向転換交差点の幾何学的アルゴリズムで多くの車両が安全に走行できることを特徴とする踏切を持たないミニレール交通システム。
２タイプの車両と２タイプのレールよりなり、一人乗り用のタイプ１（１１）車両はレールタイプ１（１２）と２（１４）の両方を走行でき、タイプ２車両つまり１０−１２人用車両（１３）はレールタイプ２のみを走行できることと、都市密集地域に建設可のレールタイプ１と建設場所にやや強い土台とレール脇にやや広いスペースが必要なタイプ２の組み合わせによりレールが敷かれている任意の２乗降駅を移動するより多くの乗客を運ぶことができる請求項１に記載のミニレール交通システム