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図１ 5000 系 K-TIMS システム構成ブロック図
論文番号 ５１３
5000 系新造車向け 車両情報管理装置（K-TIMS）の紹介
三菱電機株式会社 池嶋 知明 岡田 洋治
京王電鉄株式会社 若松 茂則 岡原 裕喜 大川 晶
１ 概要
京王電鉄株式会社では、安全・安定輸送の実現、省エネ
の推進と座席指定列車運用のため、16 年ぶりの新型車両で
ある 5000 系を開発した。
新型車両 5000 系の諸元一覧を表１に示す。
表 1 新型車両 5000 系の諸元
(※)情報 VS：情報 Vehicle Switch の略
TVS : Train Vision System の略
5000 系の開発コンセプトとして、①お客さまサービスの
向上、②安全性の向上、③さらなる省エネの推進があり、
これらを実現するため、車両情報制御システムに列車情報
管理装置(K-TIMS)を導入した。
本論文ではこの新型車両 5000 系の K-TIMS(Keio-Train
Information Management System)の機能について述べる。
２ K-TIMS のネットワークについて
列車情報管理装置(K-TIMS)のネットワーク（機器のモニ
タリング・制御方法）は、以下のコンセプトとした。
① 各機器の制御・モニタリング機能のネットワークは実
績を優先する。
② 乗客サービス向け機器用のネットワークは、機能拡張
が可能となる大容量伝送可能な方式とする。
上記 2 点のコンセプトを実現させる為、K-TIMS 装置間の
基幹伝送、K-TIMS⇔各制御・モニタリング機器間の支線伝
送、K-TIMS⇔サービス機器間の情報系伝送の各種情報伝送
方式を以下の伝送方式とすることにした。
・基幹伝送：アークネット伝送(ARCNET)
・支線伝送： RS485 伝送
・情報系伝送：ETHERNET 伝送(*1)
編成構成 １０両編成（６Ｍ４Ｔ）
最高速度 １１０ｋｍ／ｈ
車体 全ステンレス鋼製
制御装置 ＶＶＶＦインバータ制御、回生ブレーキ、蓄電池システム
主電動機 全閉内扇型三相誘導電動機
補助電源装置 二重系静止型インバータ装置（待機二重系）
空気源装置 レシプロ式（オイルフリー）、除湿装置付
列車情報管理装置 K-TIMS
戸閉装置 マイコン制御型電気式
照明装置 ＬＥＤ式
冷房装置 集中式、ラインデリア併用マイコン制御
放送装置 自動音量調節機能付き高音質ステレオタイプ
座席 妻部３人掛け片持式座席、中間部 L/C 座席
側面LED表示器
前面LED表示器
ＴＶＳ端末
LCD(広告)
LCD(行先)
情報系
VS
ＴＶＳ中央
側面LED表示器
前面LED表示器
ＴＶＳ端末
LCD(広告)
LCD(行先)
情報系
VS
側面LED表示器
ＴＶＳ端末
LCD(広告)
LCD(行先)
情報系
VS
側面LED表示器
ＴＶＳ端末
LCD(広告)
LCD(行先)
情報系
VS
WiMAX
I/Fサーバ
車両I/Fﾕﾆｯﾄ
対象機器
対象機器
対象機器
対象機器I/Fサーバ
RS485
対象機器
対象機器
K-TIMS中央装置
K-TIMS端末装置
対象機器
対象機器
RS485 RS485 RS485 RS485 RS485
1系
2系
1系
2系
1系
2系
1系
2系
1系
2系
K-T
IMS表
示器
K-T
IMS表
示器
メー
タ表
示器
メー
タ表
示器
1系
2系
車両I/Fﾕﾆｯﾄ 車両I/Fﾕﾆｯﾄ車両I/Fﾕﾆｯﾄ
運転台I/Fﾕﾆｯﾄ 運転台I/Fﾕﾆｯﾄ
ARCNET
メー
タ表
示器
メー
タ表
示器
表示制御器 表示制御器 表示制御器 表示制御器
K-TIMS端末装置
K-TIMS端末装置
K-TIMS端末装置
K-TIMS中央装置
ETHERNETETHERNET
ETHERNET
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３ K-TIMS システム構成
図１に K-TIMS のシステム構成ブロック図を示す。
基幹伝送用装置として、１・１０号車に K-TIMS 中央装置
(図 2)・端末装置、２～９号車に K-TIMS 端末装置を搭載す
る。各装置は二重系構成を構築し、ラダー型のアークネッ
ト伝送で接続し、冗長性を確保する。情報系用の装置とし
ては、各号車１台ずつ情報系 VS(Vehicle Switch)装置を搭
載。接点入力用として各号車に I/F ユニットを搭載し、
DI/DO も可能とした。
両運転台には、K-TIMS 表示器(図 3)を３台ずつ搭載し、
その内２台をメータ表示器として動作させることにより冗
長性を確保した。
図２：K-TIMS 中央装置 図３：K-TIMS 表示器
４ K-TIMS の機能
5000 系向け K-TIMS の機能概要を以下に示す。
（１）制御機能
・制御指令伝送（力行・ブレーキ指令）
・編成力行・ブレーキ力制御
・バッテリー切制御
・戸閉制御（開閉、再開閉、限定開扉）
・コンプレッサ制御
・車上蓄電システム制御
（２）モニタリング機能
・機器状態表示
・乗務員支援機能（警報表示）
・運転状況記録機能
・各種記録機能
（３）サービス機能
・案内機器制御機能（TVS、自動放送、行先表示）
・空調制御（入切制御、弱冷車制御）
・コンセント制御
・座席回転制御
・GPS 時刻補正機能
・BGM 放送制御
・室内灯調光制御
・座席指定種別特別制御
（４）検修機能
・故障記録、検索機能
・車上試験機能
５ K-TIMS 特有の機能
5000 系は、通常列車としてだけではなく、座席指定列車
としても運用を可能とすることに加え、車上蓄電システム
がある為、以下の機能を搭載する。
（１） LED 調光制御
（２） 座席回転制御
（３） 限定開扉制御
（４） BGM 設定制御
（５） 座席指定特殊制御
（６） 車上蓄電システム制御
５．１ LED 調光制御
5000 系の LED 室内灯は調光機能を持っており、K-TIMS
からの指令により、調光が可能となっている。現行の運用
では、座席指定種別時と通常種別時の 2 パターンで運用を
実施しており、各パターンの調光設定は K-TIMS 画面（室内
灯調光設定画面（図４）にて設定し、パターン切換は、室
内灯調光画面(図５)で実施可能となる。
図４ 室内灯調光設定画面
図５ 室内灯調光画面
なお、室内灯調光機能は、京王線内のみ有効な機能とな
り、乗入する都営新宿線内では、通常種別パターンに自動
で切換え、誤設定出来ない様にする為、表２に示す制限を
実施した。
表２ 調光設定可能機能一覧
走行路線 京王線 交通局殿線
列車種別 座席指定 その他 －
設定可能調光ﾊﾟﾀｰﾝ
・座席指定・通常
・座席指定・通常
（設定不可）
自動設定 無し 無し 有り（通常ﾊﾟﾀｰﾝに自動設定）
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５．２ 座席回転制御
5000 系の座席シートは、ロングシートタイプとクロスシ
ートタイプの切換が可能（L/C 座席）となっており、K-TIMS
の座席状態設定画面(図６)からの指令でシートタイプ変更
が可能となっている。
クロスシートタイプは、京王線内の座席指定種別時のみ
使用する運用となっており、他の運用では使用不可となる
が、安全性を考慮し、K-TIMS からの自動変更は実施せず、
ドア閉状態時のみ乗務員の手動操作で変更可能とした。
図６ 座席状態設定画面
５．３ 限定開扉制御
座席指定種別時には、特定駅停車の際、一部のドアのみ
開扉しての運用（限定開扉運用）を実施する必要がある。
各運用における停車駅情報は K-TIMS 内の案内制御用デー
タで制御していることから、各停車駅の限定開扉パターン
も案内データに紐付けて定義可能とした。案内制御データ
の設定画面例を図７に示す。
図７ 案内制御データ設定画面例
限定開扉制御は、各ドアの戸閉装置内設定情報と K-TIMS
から戸閉装置に送信する限定開扉パターン情報が一致して
いる場合に、当該ドアは開扉禁止とすることで実現してい
る。
表３ 戸閉装置側の限定開扉時動作
「K-TIMS限定開扉パターン」と「戸閉装置内設定情報」
一致 不一致
ドア開指令受信 ドア閉のまま ドア開
上記の通り、戸閉装置内の設定により開扉させるドアを
決定しているが、検修作業時に、戸閉装置の設定が正常に
出来ていることを確認する場合、１編成当たり 80 カ所(８
扉×１０両)の確認が必要となり、作業効率が悪い為、
K-TIMS にて全部位の設定状態を確認できる機能を持つこ
ととした。
確認方法としては、K-TIMS より全号車・全ドアの戸閉装
置に対して限定開扉パターンを順次送信し、ドアの開扉状
態を限定開扉パターン確認試験画面（図８）で確認するこ
とにより、戸閉装置の設定内容を容易に確認可能とした。
図８ 限定開扉パターン確認試験画面
５．４ BGM 設定制御
座席指定種別にて運用時には、K-TIMS からの指令により
BGM 放送を鳴動させる機能を搭載している。BGM 音源は自動
放送装置内に搭載されており、乗務員にて BGM 設定画面（図
９）から、BGM コード・音量が設定可能となる。
なお、本機能も、京王線内限定機能となることから、京
王線内走行時のみ設定可能とした。
図９ BGM 設定画面
５．５ 座席指定特殊制御
5000 系では座席指定運用特有の機能が多数必要となる。
5.1 章～5.4 章の機能以外にも、座席指定時のみ K-TIMS に
て自動制御を実施している機能があり、表４に纏めた。
表４ 座席指定運用時特殊機能一覧
機能 制御概要
弱冷車制御 座席指定運用時は、弱冷車無しとし、空調温度設定を自動で変更（通常運用時は、３号車が弱冷車）
コンセント制御
列車種別により、自動で入切制御・座席指定運用時：入・通常運用時 ：切
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５．６ 車上蓄電システム制御
（１）通常走行機能
5000 系には、さらなる省エネルギー性向上の為に、車上
蓄電システムが搭載されている。K-TIMS は、VVVF 装置と蓄
電システム間の必要なデータを制御する。（図 12）
図 12 車上蓄電システム制御用データの流れ
車上蓄電システムは通常走行時に活用できる省エネ性能
にも優れたシステムとなっており、車上蓄電の残量や充
電・放電状態、放電量や消費電力量等を視覚的に認識可能
とするために、メータ表示器(図 13)と K-TIMS 表示器（図
14）に、車上蓄電システムの状態表示を行った。
図 13 バッテリーモニタ画面（メータ表示器）
図 14 エネルギーモニタ画面（K-TIMS 表示器）
（２）緊急走行機能
バッテリーのみの電力で走行する緊急走行時や復旧は、
パンタグラフや VVVF 装置の状態確認や準備作業が必要と
なる。そのため、乗務員が誤操作しない為に、K-TIMS 画面
にて必要な手順を表示（図 15、図 16、17 参照）すると共
に、VVVF 装置・車上蓄電システムと連動しながら、状態表
示を実施することとした。
図 15 緊急走行モード準備画面例
図 16 緊急走行モード走行中画面例
図 17 緊急走行モード復帰画面例
６ まとめ
以上に述べたように K-TIMS により 5000 系車両特有の機
能の制御・運用・検修の自動化が可能になった。K-TIMS は
フィールドでの試験、検証を実施し、2017 年 9 月に通常運
用として営業投入開始、2018 年 2 月から座席指定種別運用
に投入することが出来た。
最後に、本システムの開発に際し、御指導・御協力頂き
ました関係各位に厚く御礼申し上げます。
【参考文献】
[１]京王電鉄「新型車両 5000 系について」
https://www.keio.co.jp/zasekishitei/special/abo
ut/index.html (2018/6)
*1：「イーサネット」、「ETHERNET」は、富士ゼロックス（株）
の登録商標
K-TIMS中央装置
K-TIMS端末装置
K-TIMS表示器
VVVF装置車上蓄電システム
K-TIMS端末装置
機器間情報
K-TIMS⇔機器間情報
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