JP2576719B2 - 鉄道システム - Google Patents
鉄道システムInfo
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- substation
- control
- trains
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60M—POWER SUPPLY LINES, AND DEVICES ALONG RAILS, FOR ELECTRICALLY- PROPELLED VEHICLES
- B60M3/00—Feeding power to supply lines in contact with collector on vehicles; Arrangements for consuming regenerative power
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L13/00—Electric propulsion for monorail vehicles, suspension vehicles or rack railways; Magnetic suspension or levitation for vehicles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
- Selective Calling Equipment (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は鉄道システムに係り、特
に電鉄変電所の出力制御と列車群の推進力制御により省
エネルギー化を図る方法に関する。
に電鉄変電所の出力制御と列車群の推進力制御により省
エネルギー化を図る方法に関する。
【0002】
【従来の技術】大都市圏通勤線区や都市間を結ぶ主要幹
線の利用者は増加する傾向にあり、例えば山手線では朝
の通勤時間帯に混雑率が250%を超える超過密列車さ
え出現するようになった。このような状況に対し鉄道各
社は列車の増発や長大編成化,無座席列車の導入等によ
り混雑緩和を図っているが、最も混雑する朝夕の通勤時
間帯には既に列車を増発できる見込みがなくなってい
る。
線の利用者は増加する傾向にあり、例えば山手線では朝
の通勤時間帯に混雑率が250%を超える超過密列車さ
え出現するようになった。このような状況に対し鉄道各
社は列車の増発や長大編成化,無座席列車の導入等によ
り混雑緩和を図っているが、最も混雑する朝夕の通勤時
間帯には既に列車を増発できる見込みがなくなってい
る。
【0003】この理由の一つに、電鉄変電所の能力の限
界が挙げられる。以下、図1を用いて電鉄変電所による
給電方法の一例を説明する。図1の1〜11は列車、1
2は架線、13はレール、101,102,103は電
鉄変電所、104,105,106は夫々電鉄変電所1
01,102,103の給電区間を表す。なお、給電区
間104〜106は隣接する電鉄変電所との電圧の高低
差によってある程度変動するものであり、また通常の駅
区間とは対応していない。
界が挙げられる。以下、図1を用いて電鉄変電所による
給電方法の一例を説明する。図1の1〜11は列車、1
2は架線、13はレール、101,102,103は電
鉄変電所、104,105,106は夫々電鉄変電所1
01,102,103の給電区間を表す。なお、給電区
間104〜106は隣接する電鉄変電所との電圧の高低
差によってある程度変動するものであり、また通常の駅
区間とは対応していない。
【0004】電気鉄道(以下鉄道と表す)では、沿線に
設置された電鉄変電所(以下変電所と表す)101,1
02,103が、発電所より供給された電力を所定の仕
様に変換し、架線12を通じて夫々の給電区間104,
105,106に在線する列車1〜3,4〜8,9〜1
1に供給する方法で列車が稼働しており、現在大都市近
郊の路線では、通常一つの変電所が4〜5編成の列車に
給電している。一方列車は加速制御時に電力を消費する
が、大都市圏通勤電車では一般に駅間距離が短いため、
駅出発に際する加減速制御を頻繁に行う必要がある。仮
にダイヤ上では列車間の出発タイミングが調整されてい
ても、実際には様々な要因に基づく遅延によって列車ご
とに発車時刻のバラツキがでるため、出発タイミングを
完全にずらすことは困難である。
設置された電鉄変電所(以下変電所と表す)101,1
02,103が、発電所より供給された電力を所定の仕
様に変換し、架線12を通じて夫々の給電区間104,
105,106に在線する列車1〜3,4〜8,9〜1
1に供給する方法で列車が稼働しており、現在大都市近
郊の路線では、通常一つの変電所が4〜5編成の列車に
給電している。一方列車は加速制御時に電力を消費する
が、大都市圏通勤電車では一般に駅間距離が短いため、
駅出発に際する加減速制御を頻繁に行う必要がある。仮
にダイヤ上では列車間の出発タイミングが調整されてい
ても、実際には様々な要因に基づく遅延によって列車ご
とに発車時刻のバラツキがでるため、出発タイミングを
完全にずらすことは困難である。
【0005】以上のような状況において、今後運行時隔
を短縮し列車の高密度化を図ると、同一給電区間内で同
時に複数列車が力行する確率が高くなる為、一時的に消
費電力が増大し、変電所出力に著しいピークが発生す
る。
を短縮し列車の高密度化を図ると、同一給電区間内で同
時に複数列車が力行する確率が高くなる為、一時的に消
費電力が増大し、変電所出力に著しいピークが発生す
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術では、
消費電力ピークが大きくなるため、現在の変電所容量で
は対応困難となる。また、消費電力の一時的なピークを
基準とした設計方法は設備のむだが大きいと考えられ
る。更に、変電所が契約する電力料金は恒常的な消費量
を基準に決定されるため、この契約範囲を超えた一時的
なピークは高額な加算料金となり、輸送コストを引き上
げる原因となっている。
消費電力ピークが大きくなるため、現在の変電所容量で
は対応困難となる。また、消費電力の一時的なピークを
基準とした設計方法は設備のむだが大きいと考えられ
る。更に、変電所が契約する電力料金は恒常的な消費量
を基準に決定されるため、この契約範囲を超えた一時的
なピークは高額な加算料金となり、輸送コストを引き上
げる原因となっている。
【0007】本発明の目的は、高密度運転線区における
変電所の最大消費電力を低減すると共に、全体的な省エ
ネルギー化を可能とする鉄道システムの提供にある。
変電所の最大消費電力を低減すると共に、全体的な省エ
ネルギー化を可能とする鉄道システムの提供にある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では変電所の出力を監視する出力監視手段と
前記変電所の出力指令を制御する制御指令手段と前記出
力指令に基づいて変電所の出力を制御する出力制御手段
とを有する変電所と、少なくとも列車の給電区間内での
位置を検出する位置検出手段と前記列車の推進力を制御
する推進力制御手段を有する複数の列車とから鉄道シス
テムを構成し、前記出力監視手段により前記変電所の出
力が所定値を超えた場合或いは所定値を超えると予測さ
れた場合、前記制御指令手段が給電対象範囲に在線する
各列車に推進力を制御するよう指令を送信し、これを受
信した各列車は在線位置及び遅延状況情報を各列車間で
相互に通信し、各列車は取り込んだ前記情報に基づき前
記推進力制御手段により前記変電所給電区間内に在線す
る列車群として消費電力を抑えるように各々の推進力を
決定し、この決定に従って各列車が推進力を制御するこ
ととしたものである。さらに、前記出力監視手段により
前記変電所の出力が所定値を超えた場合或いは所定値を
超えると予測された場合は、前記制御指令手段が前記出
力制御手段に出力制御指令を送信し、該出力制御指令信
号を受信した前記出力制御手段は前記変電所出力を前記
所定値内に抑えるように制御することとしたものであ
る。
め、本発明では変電所の出力を監視する出力監視手段と
前記変電所の出力指令を制御する制御指令手段と前記出
力指令に基づいて変電所の出力を制御する出力制御手段
とを有する変電所と、少なくとも列車の給電区間内での
位置を検出する位置検出手段と前記列車の推進力を制御
する推進力制御手段を有する複数の列車とから鉄道シス
テムを構成し、前記出力監視手段により前記変電所の出
力が所定値を超えた場合或いは所定値を超えると予測さ
れた場合、前記制御指令手段が給電対象範囲に在線する
各列車に推進力を制御するよう指令を送信し、これを受
信した各列車は在線位置及び遅延状況情報を各列車間で
相互に通信し、各列車は取り込んだ前記情報に基づき前
記推進力制御手段により前記変電所給電区間内に在線す
る列車群として消費電力を抑えるように各々の推進力を
決定し、この決定に従って各列車が推進力を制御するこ
ととしたものである。さらに、前記出力監視手段により
前記変電所の出力が所定値を超えた場合或いは所定値を
超えると予測された場合は、前記制御指令手段が前記出
力制御手段に出力制御指令を送信し、該出力制御指令信
号を受信した前記出力制御手段は前記変電所出力を前記
所定値内に抑えるように制御することとしたものであ
る。
【0009】
【作用】変電所が出力監視手段により変電所の出力が所
定値を越えた場合又は越えると予測された場合、制御指
令手段により変電所出力が所定値以内に抑制される。更
に給電区間内に存在する列車間で相互に通信することに
より複数の列車の各位置及び遅延状況が検出され、当該
検出された情報に基づいて推進力制御手段が各列車の推
進力を決定し、決定された推進力に制御する。これによ
り、給電区間内に存在する列車群が相互に推進力を調整
することにより、一時的な消費電力のピークを抑えるこ
とが可能となる。また、変電所の給電能力を基準とした
列車運行方法により、省エネルギー化が可能となる。
定値を越えた場合又は越えると予測された場合、制御指
令手段により変電所出力が所定値以内に抑制される。更
に給電区間内に存在する列車間で相互に通信することに
より複数の列車の各位置及び遅延状況が検出され、当該
検出された情報に基づいて推進力制御手段が各列車の推
進力を決定し、決定された推進力に制御する。これによ
り、給電区間内に存在する列車群が相互に推進力を調整
することにより、一時的な消費電力のピークを抑えるこ
とが可能となる。また、変電所の給電能力を基準とした
列車運行方法により、省エネルギー化が可能となる。
【0010】
【実施例】以下図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図2は本発明の一実施例である鉄道システムの全体
構成図である。図3は図2におけるシステムの動作を説
明するフローチャートである。
る。図2は本発明の一実施例である鉄道システムの全体
構成図である。図3は図2におけるシステムの動作を説
明するフローチャートである。
【0011】図2において、12は架線、13はレー
ル、20は電鉄変電所、21〜25は電鉄変電所20の
給電区間内に在線する列車、26は電鉄変電所20の出
力監視手段、27は電鉄変電所20の出力制御手段、2
8は制御指令手段、29はLCX(漏洩同軸ケーブル)、
30は送受信装置、40は各列車に搭載された調整手段
である。変電所20の出力は監視手段26により常に監
視されている。この監視周期の1周期分の動作を図2及
び図3を用いて以下に説明する。
ル、20は電鉄変電所、21〜25は電鉄変電所20の
給電区間内に在線する列車、26は電鉄変電所20の出
力監視手段、27は電鉄変電所20の出力制御手段、2
8は制御指令手段、29はLCX(漏洩同軸ケーブル)、
30は送受信装置、40は各列車に搭載された調整手段
である。変電所20の出力は監視手段26により常に監
視されている。この監視周期の1周期分の動作を図2及
び図3を用いて以下に説明する。
【0012】監視手段26は図3のステップ100にお
いて、変電所20の出力が所定値を超えているか否かを
判断する。出力が所定値以下の場合は変電所20はその
まま給電を続けるが、所定値を超えている場合、或いは
所定値を超えると判断された場合は、制御指令手段28
が出力制御指令信号を出力制御手段27に送信し、次の
ステップ200で出力制御手段27が変電所20の出力
を制限する。この出力制御により列車21〜25のパン
タグラフに印加される電圧(以下パンタ点電圧と記述す
る)は低下するが、各列車に搭載された電機品が正常に
動作するためにはこのパンタ点電圧が所定の値以上に保
たれなければならない。尚、この値は、直流1500V
き電区間で1300Vとされている。
いて、変電所20の出力が所定値を超えているか否かを
判断する。出力が所定値以下の場合は変電所20はその
まま給電を続けるが、所定値を超えている場合、或いは
所定値を超えると判断された場合は、制御指令手段28
が出力制御指令信号を出力制御手段27に送信し、次の
ステップ200で出力制御手段27が変電所20の出力
を制限する。この出力制御により列車21〜25のパン
タグラフに印加される電圧(以下パンタ点電圧と記述す
る)は低下するが、各列車に搭載された電機品が正常に
動作するためにはこのパンタ点電圧が所定の値以上に保
たれなければならない。尚、この値は、直流1500V
き電区間で1300Vとされている。
【0013】そこで、ステップ300で変電所20の給
電区間に在線する列車21〜25のいずれか1つでもパ
ンタ点電圧が所定値を下回ったことが認められた場合、
列車21〜25はステップ400で各々に搭載された調
整手段40を用いて相互に調整を図る。この調整は送受
信装置30とLCX29を介し、列車間通信によって行
う。列車から発信された情報は一端LCX29を経て送
受信装置30に伝わり、再び送受信装置30よりLCX
29へ発信される。列車相互の調整については、図4,
図5を用いて次に詳細を説明する。
電区間に在線する列車21〜25のいずれか1つでもパ
ンタ点電圧が所定値を下回ったことが認められた場合、
列車21〜25はステップ400で各々に搭載された調
整手段40を用いて相互に調整を図る。この調整は送受
信装置30とLCX29を介し、列車間通信によって行
う。列車から発信された情報は一端LCX29を経て送
受信装置30に伝わり、再び送受信装置30よりLCX
29へ発信される。列車相互の調整については、図4,
図5を用いて次に詳細を説明する。
【0014】列車間の調整によって各列車の推進力制御
が決定すると、各列車はこの結果に従いステップ500
で推進力を制御し、各列車のパンタ点電圧を所定の値に
保持する。
が決定すると、各列車はこの結果に従いステップ500
で推進力を制御し、各列車のパンタ点電圧を所定の値に
保持する。
【0015】本実施例によれば、変電所が出力に制限を
設け自動的に制御することにより、変電所出力の瞬間的
なピークを抑えることができる。従ってピ−クカットに
伴い、変電所の設備容量を小型化することが可能とな
り、既存の設備に本制御方式を導入すれば、これまで変
電所容量の限界から列車の高密度化が困難であった路線
の列車運行本数を増やすことが可能となる。
設け自動的に制御することにより、変電所出力の瞬間的
なピークを抑えることができる。従ってピ−クカットに
伴い、変電所の設備容量を小型化することが可能とな
り、既存の設備に本制御方式を導入すれば、これまで変
電所容量の限界から列車の高密度化が困難であった路線
の列車運行本数を増やすことが可能となる。
【0016】次に列車21を例に取り、図4及び図5を
用いて列車間の推進力調整について説明する。図4は図
1に示す調整手段40の構成を表す図で、21は列車、
40は調整手段、41は位置検出手段、42は通信手
段、43は判定手段である。また44は他の列車へ送信
する情報、45は他の列車から受信する情報、46は列
車21のパンタ点電圧に関する情報を表す。更に47は
列車21の駆動系制御部である。
用いて列車間の推進力調整について説明する。図4は図
1に示す調整手段40の構成を表す図で、21は列車、
40は調整手段、41は位置検出手段、42は通信手
段、43は判定手段である。また44は他の列車へ送信
する情報、45は他の列車から受信する情報、46は列
車21のパンタ点電圧に関する情報を表す。更に47は
列車21の駆動系制御部である。
【0017】また、図5は図4に示した各構成要素につ
いて、その動作をフローチャートで表したものである。
調整手段40では、位置検出装置41が一定周期毎にス
テップ401で自列車21の在線位置を検出し、この情
報を判定手段43に伝達している。判定手段43では、
ステップ404でこの在線位置情報を定められたダイヤ
に照合することにより自列車21の標準走行パターンか
らの遅れを算出する。次にステップ405でパンタ点電
圧に関する情報46を受信し、パンタ点電圧が所定の範
囲内に保たれているか否かを判断する。
いて、その動作をフローチャートで表したものである。
調整手段40では、位置検出装置41が一定周期毎にス
テップ401で自列車21の在線位置を検出し、この情
報を判定手段43に伝達している。判定手段43では、
ステップ404でこの在線位置情報を定められたダイヤ
に照合することにより自列車21の標準走行パターンか
らの遅れを算出する。次にステップ405でパンタ点電
圧に関する情報46を受信し、パンタ点電圧が所定の範
囲内に保たれているか否かを判断する。
【0018】次のステップ406では、パンタ点電圧が
所定の範囲に保たれていた場合は列番と基準からの遅れ
の情報を、パンタ点電圧が所定の範囲内に保たれていな
い場合は更にパンタ点電圧情報を加え、以上のどちらか
をステップ406で一旦通信手段42に伝達する。通信
手段42はこの情報をステップ406で他の列車への情
報44とし、自列車21と同一の給電区間内に在線して
いる他の列車群に対して送信すると同時に、上記列車群
からの情報45を受信することにより列車群相互の通信
を行う。この時他の列車群も図5に破線で囲んだ409
の過程は自分車21と同様に処理済みであるとする。通
信は図2を用いて説明した様に、送受信装置30及びL
CX29を介して行う。ステップ408で同一給電区間
内に在線する全列車の情報が揃うと、通信装置42はこ
れらの情報をステップ411で判断手段43に送信す
る。ステップ412でこれを受信した判定手段43は、
次に破線で囲んだルール500に従って同一給電範囲内
に在線する各列車の推進力制御方法を決定する。
所定の範囲に保たれていた場合は列番と基準からの遅れ
の情報を、パンタ点電圧が所定の範囲内に保たれていな
い場合は更にパンタ点電圧情報を加え、以上のどちらか
をステップ406で一旦通信手段42に伝達する。通信
手段42はこの情報をステップ406で他の列車への情
報44とし、自列車21と同一の給電区間内に在線して
いる他の列車群に対して送信すると同時に、上記列車群
からの情報45を受信することにより列車群相互の通信
を行う。この時他の列車群も図5に破線で囲んだ409
の過程は自分車21と同様に処理済みであるとする。通
信は図2を用いて説明した様に、送受信装置30及びL
CX29を介して行う。ステップ408で同一給電区間
内に在線する全列車の情報が揃うと、通信装置42はこ
れらの情報をステップ411で判断手段43に送信す
る。ステップ412でこれを受信した判定手段43は、
次に破線で囲んだルール500に従って同一給電範囲内
に在線する各列車の推進力制御方法を決定する。
【0019】まずステップ501で、自列車21が在線
する給電区間内での、パンタ点電圧が所定の範囲に保た
れていない列車の有無を判断する。該当する列車がない
場合はステップ401に戻り次のサンプリング周期を待
つが、該当する列車が1台でもあった場合は、ステップ
502で各列車の推進力制御方法を決定する。推進力制
御の決定ルールには、最も遅れの小さい1列車が推進力
を落す、パンタ点電圧が低下している列車の電圧と在線
位置,変電所からの距離などをもとに、推進力を制御す
る列車と夫々の制御の程度を計算する、等がある。この
時、全ての列車に搭載した判断手段43のルールは全て
同様のものとし、列車によって判断にバラツキができな
いようにする。
する給電区間内での、パンタ点電圧が所定の範囲に保た
れていない列車の有無を判断する。該当する列車がない
場合はステップ401に戻り次のサンプリング周期を待
つが、該当する列車が1台でもあった場合は、ステップ
502で各列車の推進力制御方法を決定する。推進力制
御の決定ルールには、最も遅れの小さい1列車が推進力
を落す、パンタ点電圧が低下している列車の電圧と在線
位置,変電所からの距離などをもとに、推進力を制御す
る列車と夫々の制御の程度を計算する、等がある。この
時、全ての列車に搭載した判断手段43のルールは全て
同様のものとし、列車によって判断にバラツキができな
いようにする。
【0020】また推進力制御には速度制御とトルク制御
の方法がある。各列車はステップ502で決定した全列
車の制御方法のうち、自列車に該当する指令をステップ
503で駆動系制御部47に伝達し、推進力を抑制する
ことにより上記パンタ点電圧の回復を図る。なお列車間
の通信には上記のLCXを用いる方式のほか、公衆移動
通信用電話回線,人工衛星,鉄道業者に許可された無線
通信回線,誘導無線等を使用する方法がある。
の方法がある。各列車はステップ502で決定した全列
車の制御方法のうち、自列車に該当する指令をステップ
503で駆動系制御部47に伝達し、推進力を抑制する
ことにより上記パンタ点電圧の回復を図る。なお列車間
の通信には上記のLCXを用いる方式のほか、公衆移動
通信用電話回線,人工衛星,鉄道業者に許可された無線
通信回線,誘導無線等を使用する方法がある。
【0021】次に図6を用いて本実施例における列車の
推進力制御と消費エネルギーの抑制及びパンタ点電圧保
障の関係を説明する。図6は駅間の距離が短い都市近郊
型列車の走行パターンを模式的に表したグラフで、横軸
は距離、縦軸は速度を表す。図中に実線48で表された
従来の鉄道システムによる列車の走行パタ−ンは、駅5
1を出発後暫くの間加速走行し、地点52で区間制限速
度50に達すると加速を終了し、惰行する。そのため、
速度は次第に低下する。その後減速開始地点56に達す
るとブレーキにより減速を開始し、駅57に停止する。
以上の走行パターンで列車が電力を消費するのは加速走
行中の駅51から地点52の区間のみであり、加速度が
大きいほど、即ち駅51から地点52までの区間でグラ
フ48の勾配が急であるほど電力消費量は大きくなり、
またその列車のパンタ点電圧は低下する。
推進力制御と消費エネルギーの抑制及びパンタ点電圧保
障の関係を説明する。図6は駅間の距離が短い都市近郊
型列車の走行パターンを模式的に表したグラフで、横軸
は距離、縦軸は速度を表す。図中に実線48で表された
従来の鉄道システムによる列車の走行パタ−ンは、駅5
1を出発後暫くの間加速走行し、地点52で区間制限速
度50に達すると加速を終了し、惰行する。そのため、
速度は次第に低下する。その後減速開始地点56に達す
るとブレーキにより減速を開始し、駅57に停止する。
以上の走行パターンで列車が電力を消費するのは加速走
行中の駅51から地点52の区間のみであり、加速度が
大きいほど、即ち駅51から地点52までの区間でグラ
フ48の勾配が急であるほど電力消費量は大きくなり、
またその列車のパンタ点電圧は低下する。
【0022】一方、本実施例における鉄道システムでの
列車走行パターンは、実線49のようになる。本実施例
では、同一給電区間内の列車のパンタ点電圧が所定値を
下回ると、列車の推進力を抑制してパンタ点電圧の回復
を図るため、力行時の加速度は小さくなる。従って、駅
51出発後、列車は加速度が小さいため区間制限速度に
達するまでの時間と走行距離が長くなり、地点54まで
加速走行する。その後駅停止走行パターンに交差する地
点55まで列車は惰行し、地点55から減速を開始して
駅57に停止する。実線49に示すような走行パターン
は、加速領域での速度勾配を小さくすることにより消費
電力のピークを抑制する。
列車走行パターンは、実線49のようになる。本実施例
では、同一給電区間内の列車のパンタ点電圧が所定値を
下回ると、列車の推進力を抑制してパンタ点電圧の回復
を図るため、力行時の加速度は小さくなる。従って、駅
51出発後、列車は加速度が小さいため区間制限速度に
達するまでの時間と走行距離が長くなり、地点54まで
加速走行する。その後駅停止走行パターンに交差する地
点55まで列車は惰行し、地点55から減速を開始して
駅57に停止する。実線49に示すような走行パターン
は、加速領域での速度勾配を小さくすることにより消費
電力のピークを抑制する。
【0023】また、特に電力消費量の大きい加速開始地
点の近傍領域58での加速度を小さくすることにより、
大幅な省エネルギー効果が期待できる。
点の近傍領域58での加速度を小さくすることにより、
大幅な省エネルギー効果が期待できる。
【0024】更にパンタ点電圧が所定値を下回る列車が
発生した場合、列車間が協調してこの推進力抑制制御を
行うことにより、給電区間全体での消費電力が減少し、
これら列車のパンタ点電圧は回復する。尚、この効果は
推進力抑制制御を行い走行パターンの加速勾配を緩和し
た当該列車において顕著である。
発生した場合、列車間が協調してこの推進力抑制制御を
行うことにより、給電区間全体での消費電力が減少し、
これら列車のパンタ点電圧は回復する。尚、この効果は
推進力抑制制御を行い走行パターンの加速勾配を緩和し
た当該列車において顕著である。
【0025】以上の推進力抑制制御により駅間走行時分
が増大し列車遅延が生じることが予想されるが、実際は
以下の理由により本実施例では駅間走行時分に支障を来
さない。なぜなら、48に示す従来の鉄道システムにお
ける走行パターンでは推進力を制御しないため、出発駅
51から地点53までの速度が本実施例における鉄道シ
ステムの走行パターン49より大きくなる。しかし、従
来の走行パターン48は加速の立上りが大きいために、
本実施例の走行パタ−ン49に比べ出発駅よりの地点で
区間制限速度に達し、惰行を開始する。一方本実施例で
の走行パターン49では推進力抑制制御により加速が悪
くなっており、従来の走行パターン48の場合より後方
の地点54まで加速走行を行う。このため、従来のパタ
ーン48と本実施例のパタ−ン49が交差する地点53
から減速パターンが合致する地点56までの区間では本
実施例のパターン49が従来のパタ−ン48よりも高速
走行となる。図6には時間軸が表記されていないため、
双方の走行パターンによる駅間所要時分の差を図6から
正確に読み取ることはできないが、大まかには斜線部分
59と60の面積の差と考えることができる。従って、
59の面積が60に比べ著しく小さくなった場合、本実
施例による推進力制御が列車運行に支障を来すことにな
るが、逆に本実施例のパターン49での走行時分が従来
のパタ−ン48での走行時分より短くなるケースも生じ
る。
が増大し列車遅延が生じることが予想されるが、実際は
以下の理由により本実施例では駅間走行時分に支障を来
さない。なぜなら、48に示す従来の鉄道システムにお
ける走行パターンでは推進力を制御しないため、出発駅
51から地点53までの速度が本実施例における鉄道シ
ステムの走行パターン49より大きくなる。しかし、従
来の走行パターン48は加速の立上りが大きいために、
本実施例の走行パタ−ン49に比べ出発駅よりの地点で
区間制限速度に達し、惰行を開始する。一方本実施例で
の走行パターン49では推進力抑制制御により加速が悪
くなっており、従来の走行パターン48の場合より後方
の地点54まで加速走行を行う。このため、従来のパタ
ーン48と本実施例のパタ−ン49が交差する地点53
から減速パターンが合致する地点56までの区間では本
実施例のパターン49が従来のパタ−ン48よりも高速
走行となる。図6には時間軸が表記されていないため、
双方の走行パターンによる駅間所要時分の差を図6から
正確に読み取ることはできないが、大まかには斜線部分
59と60の面積の差と考えることができる。従って、
59の面積が60に比べ著しく小さくなった場合、本実
施例による推進力制御が列車運行に支障を来すことにな
るが、逆に本実施例のパターン49での走行時分が従来
のパタ−ン48での走行時分より短くなるケースも生じ
る。
【0026】次に、本実施例をシミュレ−ションした結
果を図10および図11を用いて説明する。図7はシミ
ュレーションに用いたモデルを説明する図で、301〜303
は変電所である。シミュレーションでは大都市圏環状路
線を想定し、路線データ,列車の動力特性,信号方式な
どの仕様は大都市圏の実際の鉄道システムにほぼ相当す
るものとし、シミュレーション対象時間は1時間であ
る。
果を図10および図11を用いて説明する。図7はシミ
ュレーションに用いたモデルを説明する図で、301〜303
は変電所である。シミュレーションでは大都市圏環状路
線を想定し、路線データ,列車の動力特性,信号方式な
どの仕様は大都市圏の実際の鉄道システムにほぼ相当す
るものとし、シミュレーション対象時間は1時間であ
る。
【0027】本シミュレ−ションに用いた省エネルギー
制御ルールは次のとおりである。まず、路線内に配置し
た3つの変電所301〜303について各々出力電力の
上限値を定め、出力電圧を調整することによりこの上限
を超えないようにする。一方列車群では各列車のパンタ
点電圧が所定値を保つことを条件とする。変電所の出力
制御によりいずれかの列車のパンタ点電圧がこの所定値
を下回る場合には、路線内の全ての列車が相互に通信を
行い、標準走行パターンに比較して最も遅れの少ない列
車から順に推進力を落すことによりパンタ点電圧を維持
する。また変電所出力電力に上限値を設けない従来のき
電方式のシミュレーション結果を図8および図9を用い
て以下に説明する。
制御ルールは次のとおりである。まず、路線内に配置し
た3つの変電所301〜303について各々出力電力の
上限値を定め、出力電圧を調整することによりこの上限
を超えないようにする。一方列車群では各列車のパンタ
点電圧が所定値を保つことを条件とする。変電所の出力
制御によりいずれかの列車のパンタ点電圧がこの所定値
を下回る場合には、路線内の全ての列車が相互に通信を
行い、標準走行パターンに比較して最も遅れの少ない列
車から順に推進力を落すことによりパンタ点電圧を維持
する。また変電所出力電力に上限値を設けない従来のき
電方式のシミュレーション結果を図8および図9を用い
て以下に説明する。
【0028】図8は、従来のき電方式による各変電所の
出力電力の時間変化を表すグラフで、縦軸は出力電力、
横軸は時間である。図中(1)(2)(3)は夫々30
1,302,303の出力変化を示す。本ケースでは、
3変電所中最大の瞬時出力電力は2.6MW を示した。
また、瞬時出力電力の頻繁なリップルは、列車群の力行
/力行オフの影響である。なお、瞬時最大電力は変電所
の設備容量に与える影響が大きい。
出力電力の時間変化を表すグラフで、縦軸は出力電力、
横軸は時間である。図中(1)(2)(3)は夫々30
1,302,303の出力変化を示す。本ケースでは、
3変電所中最大の瞬時出力電力は2.6MW を示した。
また、瞬時出力電力の頻繁なリップルは、列車群の力行
/力行オフの影響である。なお、瞬時最大電力は変電所
の設備容量に与える影響が大きい。
【0029】また図9は、上記ケースでの30分間の出
力電力を積算した値、すなわち30分積算電力量の時間
変化を表す。30分積算電力量は、契約電力料金に影響
が大きい値である。グラフの縦軸は30分間積算電力
量,横軸は時間を表す。図中(1)(2)(3)は、図
8同様夫々変電所301,302,303のデータを表
している。各グラフの左方およそ半分が右上がりの勾配
を持っているのは、本グラフが各時刻から30分以前ま
での出力電力を積算したものであるので、30分を経過
するまでは積算対象となる時間が増加するためである。
本ケースの実験では、3変電所を合計した30分間積算
電力量の最大値は2.6MWh であった。また、1駅間
を走行するために要する平均時間は82.7秒であっ
た。
力電力を積算した値、すなわち30分積算電力量の時間
変化を表す。30分積算電力量は、契約電力料金に影響
が大きい値である。グラフの縦軸は30分間積算電力
量,横軸は時間を表す。図中(1)(2)(3)は、図
8同様夫々変電所301,302,303のデータを表
している。各グラフの左方およそ半分が右上がりの勾配
を持っているのは、本グラフが各時刻から30分以前ま
での出力電力を積算したものであるので、30分を経過
するまでは積算対象となる時間が増加するためである。
本ケースの実験では、3変電所を合計した30分間積算
電力量の最大値は2.6MWh であった。また、1駅間
を走行するために要する平均時間は82.7秒であっ
た。
【0030】一方、図10は本実施例による省エネルギ
ー制御を行った場合の各変電所の出力電力の時間変化
で、縦軸は出力電力、横軸は時間を表す。図中の(1)
(2)(3)は、図8同様夫々変電所301〜303の
出力に該当する。本ケースでは各変電所の出力電力の上
限値を1.7MW に設定したため、瞬時最大出力電力は
1.7MW となった。これは図8に示した従来のき電方
式に比較しておよそ35%抑えられたことになる。
ー制御を行った場合の各変電所の出力電力の時間変化
で、縦軸は出力電力、横軸は時間を表す。図中の(1)
(2)(3)は、図8同様夫々変電所301〜303の
出力に該当する。本ケースでは各変電所の出力電力の上
限値を1.7MW に設定したため、瞬時最大出力電力は
1.7MW となった。これは図8に示した従来のき電方
式に比較しておよそ35%抑えられたことになる。
【0031】また図11は本実施例による制御方式を導
入した場合の30分積算電力量の変化である。グラフの
緒元は図9に同様である。この時の3変電所を合計した
30分積算電力量の最大値は2.1MWh で、従来に比
べておよそ19.2% の削減となった。一方本ケースで
は1駅間を走行するために要する平均時間は84.5秒
で、従来に比べ1.8 秒長くなっているが、これはダイ
ヤに予め設定されている余裕で十分吸収可能な値であ
り、また従来方式による駅間所要時分の約2%にすぎな
い。
入した場合の30分積算電力量の変化である。グラフの
緒元は図9に同様である。この時の3変電所を合計した
30分積算電力量の最大値は2.1MWh で、従来に比
べておよそ19.2% の削減となった。一方本ケースで
は1駅間を走行するために要する平均時間は84.5秒
で、従来に比べ1.8 秒長くなっているが、これはダイ
ヤに予め設定されている余裕で十分吸収可能な値であ
り、また従来方式による駅間所要時分の約2%にすぎな
い。
【0032】更に、本制御方法を導入することにより、
従来の変電所容量を増強することなく走行列車本数を増
加させることが可能になる。例えば、本実施例で述べた
路線条件では、従来方式により変電所の出力を制限しな
い場合、1変電所からの出力電力は瞬時最大出力で2.
6MW を記録した。一方本実施例による制御方式を導
入した場合、変電所に瞬時最大出力電力2.6MW の設
備があれば、少なくとも8編成までは走行可能となる。
即ち、駅間走行時分の増加に伴い減少する輸送力に比
べ、列車数の増加により路線全体で増加する輸送力はは
るかに大きくなる。また、乗車率100%の列車1編成
が1m走行するために要するエネルギーは、従来方式で
は84KJ程度であったのに対し、本発明による制御方
式を導入し8列車を走行させた場合は約78KJまで削
減され、効率の良い輸送が実現されるものである。
従来の変電所容量を増強することなく走行列車本数を増
加させることが可能になる。例えば、本実施例で述べた
路線条件では、従来方式により変電所の出力を制限しな
い場合、1変電所からの出力電力は瞬時最大出力で2.
6MW を記録した。一方本実施例による制御方式を導
入した場合、変電所に瞬時最大出力電力2.6MW の設
備があれば、少なくとも8編成までは走行可能となる。
即ち、駅間走行時分の増加に伴い減少する輸送力に比
べ、列車数の増加により路線全体で増加する輸送力はは
るかに大きくなる。また、乗車率100%の列車1編成
が1m走行するために要するエネルギーは、従来方式で
は84KJ程度であったのに対し、本発明による制御方
式を導入し8列車を走行させた場合は約78KJまで削
減され、効率の良い輸送が実現されるものである。
【0033】以上の様に、本実施例によれば、従来に比
較して変電所の設備容量を縮小できるほか、使用電力量
の大幅な削減が可能となる。また、本制御方式が駅間所
要時分に与える影響は極めて小さく、輸送力を減少させ
ることは殆どない。
較して変電所の設備容量を縮小できるほか、使用電力量
の大幅な削減が可能となる。また、本制御方式が駅間所
要時分に与える影響は極めて小さく、輸送力を減少させ
ることは殆どない。
【0034】次に本発明の他の第二の実施例を図12を
用いて説明する。図12は本発明の第二の実施例である
鉄道システムの全体構成図である。本実施例では、制御
指令手段28は送受信装置30に接続されている。本構
成のシステムで、変電所20の出力は監視装置26によ
り常時監視されており、所定値を超えた場合は、制御指
令手段28が推進力制御指令を発信する。この指令は一
旦送受信機30に受信された後、再び送受信装置30か
ら給電区間内に敷設されたLCX29に送信され、各列
車の通信手段42に受信される。この推進力制御信号を
受信した列車群は、調整手段40を用いて相互に推進力
を調整し、消費電力を制御する。この時の推進力調整方
法は図4及び図5を用いて説明したとおりである。
用いて説明する。図12は本発明の第二の実施例である
鉄道システムの全体構成図である。本実施例では、制御
指令手段28は送受信装置30に接続されている。本構
成のシステムで、変電所20の出力は監視装置26によ
り常時監視されており、所定値を超えた場合は、制御指
令手段28が推進力制御指令を発信する。この指令は一
旦送受信機30に受信された後、再び送受信装置30か
ら給電区間内に敷設されたLCX29に送信され、各列
車の通信手段42に受信される。この推進力制御信号を
受信した列車群は、調整手段40を用いて相互に推進力
を調整し、消費電力を制御する。この時の推進力調整方
法は図4及び図5を用いて説明したとおりである。
【0035】本実施例によれば、変電所に出力制御装置
が不用となるほか、省エネルギー制御を列車群の推進力
調整のみによって行うため、給電区間内に在線する列車
のパンタ点電圧が所定値以下に低下する危険性を回避す
ることができる。
が不用となるほか、省エネルギー制御を列車群の推進力
調整のみによって行うため、給電区間内に在線する列車
のパンタ点電圧が所定値以下に低下する危険性を回避す
ることができる。
【0036】次に本発明の他の第三の実施例について図
13を用いて説明する。図13は本発明の第三の実施例
である鉄道システムの全体構成図である。電鉄変電所2
0は監視装置26,制御装置27、及び制御指令手段2
8を備え、出力電力値は常に監視装置26によって監視
されている。出力電力値が所定値を超えた場合、制御指
令手段28は送受信装置30及びLCX29を介し、列
車21〜25に推進力制御指令を発信すると同時に出力
制御手段27に出力制御指令信号を送信する。推進力制
御指令信号を受けた前記列車群21〜25は上述の第2
の実施例に述べた方法により推進力を制御し、更に所定
の基準に基づき出力制御装置27が出力制限を行う。出
力制御の基準の例としては、所定時間後も出力が基準値
を超えている場合等がある。
13を用いて説明する。図13は本発明の第三の実施例
である鉄道システムの全体構成図である。電鉄変電所2
0は監視装置26,制御装置27、及び制御指令手段2
8を備え、出力電力値は常に監視装置26によって監視
されている。出力電力値が所定値を超えた場合、制御指
令手段28は送受信装置30及びLCX29を介し、列
車21〜25に推進力制御指令を発信すると同時に出力
制御手段27に出力制御指令信号を送信する。推進力制
御指令信号を受けた前記列車群21〜25は上述の第2
の実施例に述べた方法により推進力を制御し、更に所定
の基準に基づき出力制御装置27が出力制限を行う。出
力制御の基準の例としては、所定時間後も出力が基準値
を超えている場合等がある。
【0037】本実施例によれば、一定の範囲では列車間
の相互調整による省エネルギー制御により極端なパンタ
点電圧の低下を回避し、車載電機品への負担を軽減でき
ると共に、変電所に出力制御機能を設けることにより、
列車間の調整が遅れた場合の電力ピークの発生を防ぐこ
とが可能となる。
の相互調整による省エネルギー制御により極端なパンタ
点電圧の低下を回避し、車載電機品への負担を軽減でき
ると共に、変電所に出力制御機能を設けることにより、
列車間の調整が遅れた場合の電力ピークの発生を防ぐこ
とが可能となる。
【0038】更に、本発明の他の第四の実施例を図14
を用いて説明する。図14は運行管理システムを有する
本発明の第四の実施例である鉄道システムの全体構成図
である。図中64は運行管理システム、65は運行管理
システム64に備えられた通信手段、66は管理対象路
線に在線している列車の位置と予定されたダイヤから各
列車の遅れ時分を算出し、列車間の推進力調整を行う判
断手段、67は進路制御装置、68は継電連動装置、6
9は軌道回路である。変電所20の出力は常に監視装置
26により監視され、出力が所定値を超えた場合は制御
指令手段28が運行管理システムの通信手段65へ推進
力制御指令信号を送信すると同時に、変電所の出力制御
手段27へ出力制御指令信号を送信する。
を用いて説明する。図14は運行管理システムを有する
本発明の第四の実施例である鉄道システムの全体構成図
である。図中64は運行管理システム、65は運行管理
システム64に備えられた通信手段、66は管理対象路
線に在線している列車の位置と予定されたダイヤから各
列車の遅れ時分を算出し、列車間の推進力調整を行う判
断手段、67は進路制御装置、68は継電連動装置、6
9は軌道回路である。変電所20の出力は常に監視装置
26により監視され、出力が所定値を超えた場合は制御
指令手段28が運行管理システムの通信手段65へ推進
力制御指令信号を送信すると同時に、変電所の出力制御
手段27へ出力制御指令信号を送信する。
【0039】一方運行管理システム64に備えられた判
断手段66は、管轄路線の基準となるダイヤ、及び在線
している列車の位置情報を持っている。この列車位置情
報は、軌道回路69,継電連動装置68,進路制御装置
67から集められており、これらの情報より各列車の基
準ダイヤからの遅れ時分が算出される。
断手段66は、管轄路線の基準となるダイヤ、及び在線
している列車の位置情報を持っている。この列車位置情
報は、軌道回路69,継電連動装置68,進路制御装置
67から集められており、これらの情報より各列車の基
準ダイヤからの遅れ時分が算出される。
【0040】また、ダイヤからの遅れ時分が通常起こり
うる範囲に分布している場合は、列車群が正常に運行し
ていると考えられるので、力行する列車は在線位置から
判定することができる。通信手段65が変電所20から
の推進力制御信号を受信すると、判断手段66は以上の
情報をもとに当該給電区間内を走行する列車の推進力制
御方法を決定する。この時、推進力制御は基準からの遅
れが最も小さい力行車が行う、或いは各列車の在線位置
と力行車の数及び位置、更に変電所の負荷状態等を総合
的に判断し、複数の列車が同時に制御する、等の方法が
ある。なおダイヤの大幅な乱れにより在線位置から力行
車が推定できない場合は、推進力調整の判断に走行状態
を考慮しないこととする。
うる範囲に分布している場合は、列車群が正常に運行し
ていると考えられるので、力行する列車は在線位置から
判定することができる。通信手段65が変電所20から
の推進力制御信号を受信すると、判断手段66は以上の
情報をもとに当該給電区間内を走行する列車の推進力制
御方法を決定する。この時、推進力制御は基準からの遅
れが最も小さい力行車が行う、或いは各列車の在線位置
と力行車の数及び位置、更に変電所の負荷状態等を総合
的に判断し、複数の列車が同時に制御する、等の方法が
ある。なおダイヤの大幅な乱れにより在線位置から力行
車が推定できない場合は、推進力調整の判断に走行状態
を考慮しないこととする。
【0041】該当する給電区間内の列車の制御方法が決
定すると、通信手段65は送受信装置30に各列車への
指令信号を送信する。送受信装置30はこの指令信号を
各閉塞区間のLCX29に伝達し、列車の通信手段63
はLCX29を経て受信した推進力制御信号のうち、自
列車に該当するものを駆動系制御部47に伝達する。指
令を受けた駆動系制御部47は指令に従って駆動系を制
御することにより自列車の推進力を制御し、消費電力の
抑制を図る。
定すると、通信手段65は送受信装置30に各列車への
指令信号を送信する。送受信装置30はこの指令信号を
各閉塞区間のLCX29に伝達し、列車の通信手段63
はLCX29を経て受信した推進力制御信号のうち、自
列車に該当するものを駆動系制御部47に伝達する。指
令を受けた駆動系制御部47は指令に従って駆動系を制
御することにより自列車の推進力を制御し、消費電力の
抑制を図る。
【0042】更に所定の基準に基づき、出力制御装置2
7が出力制限を行う。この制御によりパンタ点電圧が所
定値より低下した列車が生じた場合は、通信手段63が
LCX29にパンタ点電圧低下信号を発信する。発信さ
れた信号はLCXから送受信装置30を経て運行管理シ
ステムの判断手段66に伝送される。判断手段66はパ
ンタ点電圧低下信号を発信した列車の台数及び夫々の在
線位置を判定すると共に、上記の推進力制御決定方法を
用いて再び各列車の推進力制御方法を決定し、送受信装
置30及びLCX29を用いて該当する列車に推進力制
御指令信号を送信する。
7が出力制限を行う。この制御によりパンタ点電圧が所
定値より低下した列車が生じた場合は、通信手段63が
LCX29にパンタ点電圧低下信号を発信する。発信さ
れた信号はLCXから送受信装置30を経て運行管理シ
ステムの判断手段66に伝送される。判断手段66はパ
ンタ点電圧低下信号を発信した列車の台数及び夫々の在
線位置を判定すると共に、上記の推進力制御決定方法を
用いて再び各列車の推進力制御方法を決定し、送受信装
置30及びLCX29を用いて該当する列車に推進力制
御指令信号を送信する。
【0043】本方法によれば列車間での調整が不要とな
るため、列車が常に在線位置を判断する必要がなく、ま
た列車間の通信が不要となる。また、推進力制御の判断
には現在運行管理システムに集められている情報を用い
るため、本方式導入の為に新たな情報収集手段を運行管
理システムに設ける必要がない。更にこの時変電所20
に出力制御装置27を設けたことにより、変電所の出力
ピークカットをより確実なものとすることができる。
るため、列車が常に在線位置を判断する必要がなく、ま
た列車間の通信が不要となる。また、推進力制御の判断
には現在運行管理システムに集められている情報を用い
るため、本方式導入の為に新たな情報収集手段を運行管
理システムに設ける必要がない。更にこの時変電所20
に出力制御装置27を設けたことにより、変電所の出力
ピークカットをより確実なものとすることができる。
【0044】更にまた、判断手段66を変電所に備えた
例として、図15を用いて本発明の他の第5の実施例を
説明する。本実施例では判断手段66は変電所20に備
えられており、変電所20の出力が所定値を超えた場合
或いは超えると判断された場合は、制御指令手段28か
ら判断手段66に対し推進力制御指令信号が送信され
る。これを受けた判断手段66は、給電対象範囲内に在
線する各列車の推進力を決定する。この時の判断に用い
る列車の在線位置等の情報は、運行管理システム64か
ら得る。各列車の推進力が決定すると、これを制御指令
手段が各列車に推進力制御指令信号として送信する。こ
の信号は送受信装置30及びLCX29を介し、各列車
の通信手段63に受信される。各列車は受信した推進力
制御指令信号に従い駆動系制御部47を介して推進力制
御を実施する。
例として、図15を用いて本発明の他の第5の実施例を
説明する。本実施例では判断手段66は変電所20に備
えられており、変電所20の出力が所定値を超えた場合
或いは超えると判断された場合は、制御指令手段28か
ら判断手段66に対し推進力制御指令信号が送信され
る。これを受けた判断手段66は、給電対象範囲内に在
線する各列車の推進力を決定する。この時の判断に用い
る列車の在線位置等の情報は、運行管理システム64か
ら得る。各列車の推進力が決定すると、これを制御指令
手段が各列車に推進力制御指令信号として送信する。こ
の信号は送受信装置30及びLCX29を介し、各列車
の通信手段63に受信される。各列車は受信した推進力
制御指令信号に従い駆動系制御部47を介して推進力制
御を実施する。
【0045】本実施例によれば、変電所で各列車の推進
力を決定するため列車間の通信が不要となり、また列車
が位置を検出する必要もなくなるため、車載品を簡略化
することができる。更に判断手段66を変電所に設けた
ことにより、出力状態の変化により密接に対応した制御
状態を決定することができる。
力を決定するため列車間の通信が不要となり、また列車
が位置を検出する必要もなくなるため、車載品を簡略化
することができる。更に判断手段66を変電所に設けた
ことにより、出力状態の変化により密接に対応した制御
状態を決定することができる。
【0046】また、列番検知装置と各列車の通信手段、
及びLCXと送受信装置を用いることにより、上述の本
実施例において運行管理システムから得ている列車群の
走行状態に関する情報を直接送受信装置から得ても良
い。本方式によれば、第4,第5の実施例同様に各列車
の調整手段を簡略化できるほか、運行管理システムを介
することなく変電所側から推進力制御指令を行うことが
出きるものである。
及びLCXと送受信装置を用いることにより、上述の本
実施例において運行管理システムから得ている列車群の
走行状態に関する情報を直接送受信装置から得ても良
い。本方式によれば、第4,第5の実施例同様に各列車
の調整手段を簡略化できるほか、運行管理システムを介
することなく変電所側から推進力制御指令を行うことが
出きるものである。
【0047】
【発明の効果】本発明の鉄道システムによれば、列車相
互の推進力調整を伴った変電所の出力調整により、消費
電力のピークを抑えた列車運行が可能となる。
互の推進力調整を伴った変電所の出力調整により、消費
電力のピークを抑えた列車運行が可能となる。
【0048】また、ダイヤの余裕を活かした効率の良い
運転方法により、全体的な省エネルギーを図ることがで
きる。
運転方法により、全体的な省エネルギーを図ることがで
きる。
【0049】更に変電所においては、容量に応じた給電
方法によりむだのない給電が実現され、また所定値以上
に負荷がかからないため安全性が向上する。
方法によりむだのない給電が実現され、また所定値以上
に負荷がかからないため安全性が向上する。
【図1】電気鉄道システムにおける給電方法を説明する
図である。
図である。
【図2】本発明による鉄道システムの第1の実施例を示
した図である。
した図である。
【図3】第1の実施例でのシステムの動作を説明するフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図4】本発明における列車間の調整手段を説明する図
である。
である。
【図5】本発明による列車間の調整手段の、各要素の制
御フローを説明する図である。
御フローを説明する図である。
【図6】本発明による省エネルギー方式と駅間所要時分
の関係を説明する図である。
の関係を説明する図である。
【図7】本発明の効果を検証するシミュレーションに用
いたモデルのイメージを表した図である。
いたモデルのイメージを表した図である。
【図8】シミュレーションの結果得られた、従来のき電
方式での変電所の瞬時出力変化を表すグラフである。
方式での変電所の瞬時出力変化を表すグラフである。
【図9】シミュレーションの結果得られた、従来のき電
方式での変電所の30分積算出力電力量の変化を表すグ
ラフである。
方式での変電所の30分積算出力電力量の変化を表すグ
ラフである。
【図10】シミュレーションの結果得られた、本発明に
よるき電方式での変電所の瞬時出力変化を表すグラフで
ある。
よるき電方式での変電所の瞬時出力変化を表すグラフで
ある。
【図11】シミュレーションの結果得られた、本発明に
よるき電方式での変電所の30分積算出力電力量の変化
を表すグラフである。
よるき電方式での変電所の30分積算出力電力量の変化
を表すグラフである。
【図12】本発明による鉄道システムの第2の実施例を
示した図である。
示した図である。
【図13】本発明による鉄道システムの第3の実施例を
示した図である。
示した図である。
【図14】本発明による鉄道システムの第4の実施例を
示した図である。
示した図である。
【図15】本発明による鉄道システムの第5の実施例を
示した図である。
示した図である。
1〜11…列車、12…架線、13…レール、101〜
103…電鉄変電所、104…電鉄変電所101の給電
区間、105…電鉄変電所102の給電区間、106…
電鉄変電所103の給電区間、20…電鉄変電所、26
…出力監視手段、27…出力制御手段、28…制御指令
手段、29…漏洩同軸ケーブル(LCX)、30…送受信
装置、40…列車に搭載した調整手段、41…位置検出
手段、42…列車に搭載した通信手段、43…列車に搭
載した判定手段、44…他列車へ送信する情報、45…
他列車から受信する情報、46…パンタ点電圧に関する
情報、47…駆動系制御部。
103…電鉄変電所、104…電鉄変電所101の給電
区間、105…電鉄変電所102の給電区間、106…
電鉄変電所103の給電区間、20…電鉄変電所、26
…出力監視手段、27…出力制御手段、28…制御指令
手段、29…漏洩同軸ケーブル(LCX)、30…送受信
装置、40…列車に搭載した調整手段、41…位置検出
手段、42…列車に搭載した通信手段、43…列車に搭
載した判定手段、44…他列車へ送信する情報、45…
他列車から受信する情報、46…パンタ点電圧に関する
情報、47…駆動系制御部。
Claims (4)
- 【請求項1】変電所の出力を監視する出力監視手段と前
記変電所の出力指令を制御する制御指令手段と前記出力
指令に基づいて変電所の出力を制御する出力制御手段と
を有する変電所と、少なくとも列車の給電区間内での位
置を検出する位置検出手段と前記列車の推進力を制御す
る推進力制御手段を有する複数の列車とから構成される
鉄道システムであって、前記出力監視手段により前記変
電所の出力が所定値を超えた場合或いは所定値を超える
と予測された場合は、前記制御指令手段が給電対象範囲
に在線する各列車に推進力を制御するよう指令を送信
し、これを受信した各列車は在線位置及び遅延状況情報
を各列車間で相互に通信し、各列車は取り込んだ前記情
報に基づき前記推進力制御手段により前記変電所給電区
間内に在線する列車群として消費電力を抑えるように各
々の推進力を決定し、この決定に従って各列車が推進力
を制御することを特徴とする鉄道システム。 - 【請求項2】請求項1において、前記出力監視手段によ
り前記変電所の出力が所定値を超えた場合或いは所定値
を超えると予測された場合は、前記制御指令手段が前記
出力制御手段に出力制御指令を送信し、該出力制御指令
信号を受信した前記出力制御手段は前記変電所出力を前
記所定値内に抑えるように制御することを特徴とする鉄
道システム。 - 【請求項3】出力監視手段及び制御指令手段を備える変
電所と、通信手段を備える列車から構成される鉄道シス
テムであって、前記出力監視手段は前記変電所の出力を
監視し、その出力が所定値を超えた場合或いは所定値を
超えると予測された場合、前記制御指令手段は前記変電
所給電区間内に在線する列車群の消費電力を抑えるよう
に給電区間内にある各列車の推進力を決定し当該推進力
指令信号を送信し、前記推進力制御指令信号を受信した
各列車は夫々に対する指令に従い推進力を制御すること
を特徴とする鉄道システム。 - 【請求項4】請求項3において、前記変電所は更に出力
制御手段を備え、前記出力監視手段は変電所の出力を監
視し、その出力が所定値を超えた場合或いは所定値を超
えると予測された場合は前記制御指令手段が出力制御手
段に出力制御指令信号を送信し、該出力制御指令信号を
受信した前記出力制御手段は前記変電所出力を前記所定
値内に抑えるように制御することを特徴とする鉄道シス
テム。
Priority Applications (3)
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---|---|---|---|
JP17917891A JP2576719B2 (ja) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | 鉄道システム |
US07/913,361 US5346163A (en) | 1991-07-19 | 1992-07-15 | Power supply regulation system for a railway |
KR1019920012825A KR930002159A (ko) | 1991-07-19 | 1992-07-18 | 철도 시스템 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17917891A JP2576719B2 (ja) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | 鉄道システム |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0524539A JPH0524539A (ja) | 1993-02-02 |
JP2576719B2 true JP2576719B2 (ja) | 1997-01-29 |
Family
ID=16061302
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17917891A Expired - Lifetime JP2576719B2 (ja) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | 鉄道システム |
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1992
- 1992-07-15 US US07/913,361 patent/US5346163A/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-07-18 KR KR1019920012825A patent/KR930002159A/ko not_active Application Discontinuation
Also Published As
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