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 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6月27日

研究開発の目的 最終目標 技術開発の目的 本ＦＳの目的 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 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

開発システムの概要 ライトな軌道交通へ適用 (1)列車位置検出 (3)運転指示 (2)データ通信 駅 列車 踏切 災害箇所 ＧＰＳ センター 地上汎用回線 携帯電話回線 (1)列車位置検出 ＧＰＳ・各種センサー及びマップマッチング等により列車の位置・速度を検出 (3)運転指示 他列車の位置・速度及び現地の状況に応じ、各列車の運転席モニタへ運転指示を表示 速度超過時はブレーキ指令 (2)データ通信 列車⇔センター、現地⇔センター、 直近の列車⇔列車間にてデータ通信

実施内容 ＦＳ１ システム仕様 に関するＦＳ 汎用の技術・インフラ・機 器により経済的システムに ＦＳ１ システム仕様 に関するＦＳ 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) ＦＳ２ システム評価 に関するＦＳ 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 ＦＳ３ システム有効性 に関するＦＳ ＬＲＴ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

ＦＳ１ システム仕様 に関するＦＳ 汎用の技術・インフラ・機 器により経済的システムに ＦＳ１ システム仕様 に関するＦＳ 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)

ＦＳ１(1) 列車位置検出の仕様案の策定 各列車が自列車の位置・速度を把握 活用する機器 マップマッチング手法により補正 速度発電機 エンコーダー ドップラーレーザー速度計 ＧＰＳ ジャイロ マップマッチング手法により補正

ＦＳ１(2) データ通信の仕様案の策定 列車⇔センター：携帯電話回線 現地⇔センター：地上汎用回線 駅構内の走行時：自前の無線ＬＡＮ 駅構内では使用せず 交信頻度及びデータ量を必要最小限に 現地⇔センター：地上汎用回線 使い放題契約で経費節減 駅構内の走行時：自前の無線ＬＡＮ 伝送時間の短縮 信頼性の向上 高頻度通信の経費節減

ＦＳ１(3) 運転指示の仕様案の策定① 速度制限箇所の通過 踏切の通過 駅への到着 制限速度までの減速パターンをモニタ表示 減速できる限界地点にてブレーキ指令 踏切の通過 無遮断踏切までの停止パターンをモニタ表示 停止できる限界地点にてブレーキ指令 駅への到着 停止位置までの停止パターンをモニタ表示

ＦＳ１(3) 運転指示の仕様案の策定② 同方向の続行運転 単線区間の行違い駅での出発 システム不具合時は縮退モードへ切換え 先行列車までの停止パターンをモニタ表示 停止できる限界地点にてブレーキ指令 単線区間の行違い駅での出発 進路開通時を予測し出発可能をモニタ表示 合流箇所までの停止パターンをモニタ表示 進路開通したら停止パターンを解除 システム不具合時は縮退モードへ切換え

運転席モニタへの表示イメージ

運転士のヒューマンエラー防止 運転士の挙動や生体信号をモニタリング 正常状態へ戻らない場合 運転士の状態を推定 異常状態を検知した場合は運転士に警報 正常状態へ戻らない場合 ブレーキ指令 センター・周辺列車・関係駅へ情報伝達

ＦＳ１のまとめと実用化への課題 以下３機能の仕様案を策定 運転席モニタへの表示イメージを作成 運転士のヒューマンエラー防止策を策定 (1)列車位置検出 (2)データ通信 (3)運転指示 運転席モニタへの表示イメージを作成 運転士のヒューマンエラー防止策を策定 実用化への課題 仕様案をさらに精緻化しシステムを試作

ＦＳ２ システム評価 に関するＦＳ 機能性・安全性・安定性・ 経済性の観点から評価 ＦＳ２ システム評価 に関するＦＳ 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

ＦＳ２(1) 仕様案の評価 ①機能性 最高速度40km/hを上回る 駅での先行列車出発から後続列車到着 行違い時の双方向列車の到着 ＦＳ２(1) 仕様案の評価　①機能性 最高速度40km/hを上回る システムを試作し走行試験での検証を要す 駅での先行列車出発から後続列車到着 **秒を実現可能＝30秒以内 行違い時の双方向列車の到着 双方の列車が停車・減速せず到着可能 行違い時の先行列車の出発 行違い列車の到着前に出発可能 何秒前に出発可能かは現地条件による

ＦＳ２(1) 仕様案の評価 ②安全性 追突・正面衝突・速度超過に至る可能性のある事象が起きる確率 踏切無遮断・異常情報の不伝達が起きる確率 ＦＳ２(1) 仕様案の評価　②安全性 追突・正面衝突・速度超過に至る可能性のある事象が起きる確率 1億列車キロ当り*.*回＝6回以下 踏切無遮断・異常情報の不伝達が起きる確率 100万列車キロ当り*.*回＝0.5回以下 上記事象が起きた場合 運転士の確認＋踏切無遮断時は最徐行 正面衝突等の重大事故へ直結せず

ＦＳ２(1) 仕様案の評価 ③安定性 汎用機器の故障等によるシステムダウン 運転士の確認により重大事故へ直結せず ＦＳ２(1) 仕様案の評価　③安定性 汎用機器の故障等によるシステムダウン 運転士の確認により重大事故へ直結せず 頻度は100万列車キロ当り*.*回＝6回以下 縮退モードに切換えて最低限の運行を継続

ＦＳ２(1) 仕様案の評価 ④経済性 複線10km、11駅、待避可能駅2、踏切10 単線10km、11駅、行違い駅2、踏切10 ＦＳ２(1) 仕様案の評価　④経済性 複線10km、11駅、待避可能駅2、踏切10 既存システム：約*.*億円＋約****万円/年 本システム：約*.*億円＋約****万円/年 単線10km、11駅、行違い駅2、踏切10 既存システム（私鉄の例） 待避可能駅１箇所の投資　5,000万～1億円

ＦＳ２(2) 簡易走行試験による評価 ＧＰＳ＋マップマッチングの機能確認 山形鉄道フラワー長井線 荒砥～赤湯間 30.5km ｱﾝﾃﾅ一体型 パソコン GPS受信機 （ｱﾝﾃﾅ一体型） ﾄﾞｯﾌﾟﾗｰﾚｰｻﾞ速度計 ﾄﾞｯﾌﾟﾗｰﾚｰｻﾞ 速度計 アンテナ一体型 ＧＰＳ受信機 三脚 ｱﾝﾃﾅ一体型 GPS受信機 ドップラレーザ速度計 （速度発電機代用） 処理装置 山形鉄道フラワー長井線 荒砥～赤湯間 　30.5km ドップラレーザと車両速度計の 測定値はほぼ一致 赤湯（山形新幹線）

→ＧＰＳ＋マップマッチング＝速度データとほぼ一致 簡易走行試験の成果 マップマッチングの有効性を確認 受信状態が悪いと 20m程度 低速時等に 5m程度の差 ● 生データ ● 補正値 ﾏｯﾌﾟﾏｯﾁﾝｸﾞ後は速度ﾃﾞｰﾀに よる位置検出とほぼ一致 軌道上への補正は概ね10ｍ以内 →ＧＰＳ＋マップマッチング＝速度データとほぼ一致

ＦＳ２のまとめと実用化への課題 仕様案を以下４点から評価 簡易走行試験による評価 実用化への課題 (1)機能性：試作・走行試験を要す (2)安全性：目標をクリア (3)安定性：目標をクリア (4)経済性： 簡易走行試験による評価 マップマッチングにより精度高く位置補正 実用化への課題 試作システムを走行試験により評価

ＦＳ３ システム有効性 に関するＦＳ ＬＲＴ構想・既存地方鉄道 を調査し省エネ効果を試算 ＦＳ３ システム有効性 に関するＦＳ ＬＲＴ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

ＦＳ３(1) ＬＲＴ実現構想の調査 高速・高頻度運行は高コストで実行不能 低速・低頻度運行のため利用少なく赤字 税金投入の社会的合意もまとまらず

ＦＳ３(2) 既存地方鉄道の調査 高速・高頻度化の取組みは稀有 富山ライトレール 大幅な高頻度化の時期は利用増 多少の高頻度化では利用は減少 19本、2,266人/日 ⇒ 64本、5,172人/日

ＬＲＴ化の可能性のある地方鉄道 廃線の復活を含め多数の候補

本システムにより実行可能なこと 既存の線路設備・車両の有効活用 線路設備改良・車両性能向上と連携 新規ＬＲＴ 低コストに高速・高頻度運行 線路設備改良・車両性能向上と連携 低コストにさらなる高速・高頻度運行 新規ＬＲＴ 利便性向上→利用喚起→モーダルシフト 　　　　　　→採算性改善→ＬＲＴ普及↑

実用化時の適用第１号候補路線 茨城交通湊線（勝田－阿字ヶ浦） 将来の本システム適用によるＬＲＴ化 長年の赤字経営で廃線の危機 県市から再生計画の調査を受託 40分サイクル→30分サイクルダイヤを提案 3月末の廃止届け提出見合せに貢献 将来の本システム適用によるＬＲＴ化 低コストに行違い駅増設→15分サイクル ＤＭＶに対応した信号システム 　　　　→街中や集客施設への直接乗入れ

ＦＳ３(3) 運輸部門の省エネ効果 指標Ａ＝マイカーと鉄道の消費差 指標Ｂ＝a×b×c（20年は30年の1/4）

ＦＳ３のまとめと実用化への課題 ＬＲＴ実現構想 既存地方鉄道 運輸部門の省エネ効果 実用化への課題 利便性低い→利用少ない→赤字→普及せず 利便:大幅向上→利用増､小幅向上→利用減 利便向上によるＬＲＴ化の候補路線は多数 運輸部門の省エネ効果 2030年時点で1.68万kL/年(成功率10％前提) 実用化への課題 実路線適用時の利便向上・収支改善を精査

全体のまとめ システム仕様に関するＦＳ システム評価に関するＦＳ システム有効性に関するＦＳ 実用化への課題 仕様案を策定、運転席モニタイメージを作成 システム評価に関するＦＳ 仕様案を評価、簡易走行試験を実施 システム有効性に関するＦＳ ＬＲＴ構想･地方鉄道を調査、省エネ量を試算 実用化への課題 システム試作、評価、有効性検証の深度化