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電気鉄道の自動列車運転制御活用による革新的な回生電力最大利用法の実現

通过利用电气化铁路的自动列车运行控制，实现最大限度地利用再生能源的创新方法

基本信息

批准号：
16J07015
负责人：
渡邉翔一郎
金额：
$ 1.22万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

電気駆動系交通システムにおいて近年積極的に研究されている自動列車運転装置(ATO)は、手動運転に比べて高い応答速度で精確に運転することができる。本研究ではその特長に着目し、電気鉄道の省エネルギー列車運転制御法を提案し、その効果を現車試験で実証した。列車の運転制御法を改良するときには、鉄道事業者の定める運行計画が最も厳しい制約となる。本研究では駅間走行時分を安全に確保するジャーク制御手法を考案し、提案する運転制御法に割り当てる時分を得た。これにより電気機器効率、惰行運転、回生ブレーキを考慮した運転制御法を自動列車運転装置の設計に反映することができた。さらに、自動列車運転装置の性能を活用し、列車の駅間走行時分の精緻な調整法を考案した。提案法を現車試験で実現するためには、車両特性のデータを元にして数値計算および設計を進める必要がある。そこで現状の車両を用いて測定試験を行い、車両の電気機器特性のデータ取得ならびに安全性に関する実務制約を把握した。このデータを用いて、列車の走行パターンを表す運転曲線と、その走行に必要な電力量をそれぞれ計算する方法を確立し、消費電力量を最小化する最適運転曲線を動的計画法により導出した。これらの準備を経て、提案法を自動列車運転装置に実装して省エネルギー効果の実証試験を行った。その結果、本ケーススタディでは、従来の列車制御と比較して、提案法により17.2％の省エネルギー効果が得られた。すなわち、自動列車運転装置の制御パターンの実装調整作業と左記の実測のおける実績を通じて、精緻な駅間走行時分調整法の有用性が明らかになった。

In recent years, active research has been carried out on electric train transportation systems, such as automatic train transportation (ATO) and manual train transportation, with higher response speed and more accurate transportation. This study focuses on the characteristics of electric railway and train operation control method, and its results are verified. Train operation control method is improved, and railway operation plan is optimized. This study is aimed at ensuring the safety of transportation during transportation. The design of automatic train operation device is based on the consideration of electric machine efficiency, idle operation and retrogradation. In this paper, the performance of automatic train transportation equipment is used, and the fine adjustment method of train running time between stops is studied. The proposed method of vehicle testing is necessary for the calculation of vehicle characteristics and design progress. The current status of the vehicle is determined by the test, and the electrical characteristics of the vehicle are obtained and the safety is controlled. The method of calculating the amount of electric power necessary for train operation is established, and the optimal operation curve is derived by minimizing the consumption of electric power. The preparation method and the proposal method for the automatic train transportation device are implemented to save the production effect and implement the test. As a result, the cost of the project was reduced by 17.2% compared with the cost of the proposed project. The utility of the method of adjusting the time of running between the control points and the automatic train operating devices is clearly demonstrated.