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

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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

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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

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開発システムの概要

(1)列車位置検出

(2)データ通信

(3)運行制御

地方鉄道を含むライトな軌道交通へ適用

ＧＰＳ

携帯電話回線地上汎用回線

駅

災害箇所

センター

列車踏切

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Ｆ Ｓ ３

シ ス テ ム 有 効 性

に 関 す る Ｆ Ｓ

Ｌ Ｒ Ｔ 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

Ｆ Ｓ １

シ ス テ ム 仕 様

に 関 す る Ｆ Ｓ

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 )

Ｆ Ｓ ２

シ ス テ ム 評 価

に 関 す る Ｆ Ｓ

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

実施計画

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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

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Ｆ Ｓ １

シ ス テ ム 仕 様

に 関 す る Ｆ Ｓ

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 )

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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

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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

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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

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–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

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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

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Ｆ Ｓ ２

シ ス テ ム 評 価

に 関 す る Ｆ Ｓ

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

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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

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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

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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

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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

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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

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簡易走行試験での収集データ

ＧＰＳ位置データ

ＧＰＳアンテナ（車両屋根上）

レベルコンバータ

ＧＰＳアンテナ ＧＰＳ

受信機

•交通安全環境研の以下の 装置を活用速度発電機出力値

速度データ取得装置（運転席内）

速度データ取得装置

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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

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Ｆ Ｓ ３

シ ス テ ム 有 効 性

に 関 す る Ｆ Ｓ

Ｌ Ｒ Ｔ 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

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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

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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

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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％

•ＬＲＴ 50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％•ＬＲＴ 70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

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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

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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