鉄道システム
富井規雄編:「鉄道システムへのいざない」,共立
出版,2001. 脇田・富井,他:「鉄道とコンピュー
タ」,共立出版,1998.
鉄道はシステムだ!
システム:「複数の要素が有機的に関係しあい、
全体として機能を発揮している要素の集合体、
組織、系統、仕組み」(広辞苑)
<鉄道システムに関する業務>
設備の計画や建設
巨大な設備産業
車両、線路(トンネル、橋梁なども含む)、信号、
架線などの電力装置、駅での設備など
切符の販売
駅、旅行センター、みどりの窓口のコンピュータ
輸送計画の作成
列車ダイヤ、運転士や車両の勤務計画、車両の検査
や清掃の計画、駅や車両基地での入換作業の計画
列車の運転
運転士、車掌、指令員、ホームの駅員、信号機
を操作する駅員
設備の保守
車両の検査・修繕、保線、架線や信号装置の
保守など
<鉄道システムの構成>
鉄道システム
線路
建
造
物
軌
道
車両
台
車
車
体
運転
動
力
信
号
ネット
ワーク
駅
フ
ロ
ー
運営
保
守
経
営
佐藤吉彦:「第Ⅴ世代鉄道」,交通新聞社,2005
設備を計画・建設する
(車両、線路、信号、
架線、駅、他)
<鉄道の業務プロセス>
輸送計画を作る
(列車ダイヤ、車両・乗
務員運用計画、他)
電車を走らせる
(運転士、車掌、指
令、駅員、他)
切符を売る
設備を保守する
(車両、線路、信号、
架線、駅、他)
鉄道と情報処理技術
コンピュータをいち早く取り入れたのは鉄道
・座席予約システム
・列車運行管理システム、など
<鉄道の輸送業務に関係する情報システム>
営業関係のシステム
・座席を予約し、切符を販売するシステム
・駅の収入管理を行うシステム
・自動改札システム
輸送計画を作るシステム
・列車の駅間の運転時分を計算するシステム
・列車ダイヤを作るシステム
・車両運用計画を作るシステム
・乗務員運用計画を作るシステム
・構内入換計画を作るシステム
輸送計画を伝達するシステム
・輸送計画データベースシステム
・駅や電車区での必要帳票を作成するシステム
輸送を管理するシステム
・ダイヤに従って信号機を自動的に制御するシステム
・発車標や自動放送装置を制御するシステム
・ダイヤが乱れた時に運行計画の変更案を作るシス
テム
・ポイントと信号機を連動させて制御するシステム
・駅などにダイヤの変更を伝えるシステム
・車両の検査や使用計画を作るシステム
・列車走行実績に関する各種統計情報を作成する
システム
その他にも、設備の計画やメンテナンスに関する業
務を支援するシステムも多数ある。
列車ダイヤ
・1日あたり2万6000本の旅客列車(JR各社の合計)
・1日の走行距離の合計は約180万km(地球45周分)
これらの計画を定めたものが列車ダイヤ
<列車と車両はどこが違う?>
「列車」とは物理的な「車両」のことではない
例)東京発博多行きの「のぞみ」
・東京から博多までが一つの「列車」
・この「車両」は博多で折り返して別の「列車」になる
鉄道部内での規定:列車とは
「停車場外の線路を運転させる目的で組成された
車両をいう」
「車両が駅の外を走る場合、それなりの準備
がなされていないといけない」という意味
ブレーキ、運転台の向き、列車番号など
列車ダイヤとは?
ダイヤ:ダイアグラム(図という意味)
列車ダイヤ
駅
5
4
3
2
1
列車
時間
実際の列車ダイヤの例
列車ダイヤ:列車計画をさす言葉としても使われる
列車の運転計画の情報
<列車計画の内容>
・名称・・・列車番号、愛称名
・車両・・・両数、車両系式
・速度・・・速度種別
・経路・・・経路、運転線路、始発駅、終着駅
・時刻・・・停車駅、各駅の着時刻・発時刻、番線
基本ダイヤ:「ダイヤ改正」のときに作られる(1回/年)
実施ダイヤ:当日に実施するダイヤ(毎日変更)
列車を走らせるしくみ
ダイヤにしたがって列車を走らせる
鉄道の安全確保の基本的考え方
閉そく
<閉そく>
線路を一定の区間に分割して、1つの区間(閉そく
区間)には、同時に1つの列車しか入れないようにし
て、列車どうしの追突を防ぐ仕組み
閉そく区間
<軌道回路>
線路をある区間に区切り、そこに電流を流
して(隣の区間とは絶縁)、列車がいれば電
流が短絡することにより検知する仕掛け。
<ATS>
ATS (Automatic Train Stop):自動列車停止装置
赤信号を行き過ぎようとした時に、自動的にブ
レーキがかかる装置
<ATC>
ATC (Automatic Train Control):自動列車制御装置
閉そく区間内のレールに速度指示信号を示す電流を
流し、列車が速度信号以上で走行している場合は、
その速度になるまで自動的にブレーキがかかる装置
ATS-SおよびATS-SN
ATS-Pの作動原理
<列車の走行>
閉そく区間
電流
軌道回路
ATS (Automatic Train Stop):自動列車停止装置
ATC (Automatic Train Control):自動列車制御装置
ATO (Automatic Train Operation):自動列車運転装置
<連動>
信号機とポイントを
連動させる仕組み
2番線の信号機
1番線の信号機 2番線
1番線
出発進行!
出発信号機が青(進行)になっている
1番線の信号が青になる条件:
(1)この列車の進路上に他の列車が存在しない
(2)1番線と2番線を振り分けるポイント(転てつ機)が
1番線側に固定されている)
(3)反対側から1番線に着く進路があった場合、その
信号機は赤になっている
列車が信号を見て、駅に進入したとき:
(1)軌道回路によって、列車の位置が検知され、
1番線の場内信号機が赤になる
(2)列車が完全にホームに着くまで、1番線と2
番線を振り分けるポイントを固定する
信号機を制御する回路
ある条件が揃えば、信号機を
青(赤、黄)にする
一種の論理回路
(順序回路)
マイクロコンピュータによる連動装置(電子連動装置)
リレー(継電器)による制御回路(継電連動装置)
<進路制御>
実施ダイヤにもとづいて、列車の進路と順序を制御する
PRC(Programmed Route Control):進路制御システム
コンピュータで鉄道の信号を制御するシステム
・列車追跡:軌道回路単位で列車位置を検知
・列車識別:車両に列車番号を発信する装置を搭載
コンピュータが列車ダイヤにしたがって信号を制御
CTC (Centralized Train Control) :列車集中制御装置
線区全体を管理する指令センターの指令員が
各駅に対して信号機を遠隔操作で制御
中央指令室
列車集中制御装置
駅
ATS, ATC
駅
列車追跡
連動装置
列車ダイヤ
駅
列車運行管理システム
列車の運行を集中的に監視制御するシステム
新幹線開業:昭和39年
当初はARC (Automatic Route Control)という装
置でポイント制御
岡山まで開業:昭和47年
新幹線の進路制御をコンピュータで自動的に
おこなうシステムを導入
新幹線の運行管理システム:愛称コムトラック
COMTRAC(COMputer aided TRAffic Control)
<コムトラックの機能>
・内部に蓄えたその日のダイヤにもとづいて、各列車
に対する信号を制御
・列車運行が乱れたときに、それ以降の列車運行
を予測し、運転整理ダイヤを提案
・ダイヤをもとにして、駅の発車標や案内放送を自動
的に行う
昭和50年、博多開業時に機能拡張
昭和57年、東北・上越新幹線用コムトラックの導入
その後も機能拡充
車両割当機能、指令伝達機能、乗務員運用機能など
<コムトラックの全体構成>
運行表示系
サブシステム
進路制御系
サブシステム
中央(指令センター)
情報処理系
サブシステム
列車集中制御装置
列車集中制御装置
連動装置
ATC装置
進路制御
地点検知
発車標装置
自動放送装置
駅、区所
端末装置
指令伝達
遅延情報
駅
<ニュー新幹線総合システム>
平成7年、東北・上越新幹線用のコムトラックを
全面的に改良(通称COSMOS )
(Computerized Safety Maintenance and Operation Systems of Shinkansen)
従来の電力系統制御システムや設備管理、車両管
理などのシステム、新たに開発された保守作業管
理や基地構内作業管理も取り込む
<特徴>
・駅や現場に配置したコンピュータと中央とを高速ディジ
タル回線で結んだネットワークを構成(情報の共有化)
・指令室の大型運行表示盤の代わりに情報の表示や
制御はすべてコンピュータのディスプレイ上で
日立製作所ホームページ(列車運行管理システムの製品紹介)より
列車運行管理システムの構成
駅システム
中央指令室の風景
列車在線モニター画面
ダイヤ表示画面
駅扱い所の風景
列車在線モニター画面
発車標(電光表示板)
列車遅延モニター
保守作業管理システム
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資料1