JP2011011711A - 直流き電システムおよびその運用方法 - Google Patents

Abstract

【課題】各変電所の電源装置の投入台数が標準運用パターンにしたがって制御される直流き電システムにおいて、無駄な電源装置の稼働を減らすとともに、列車の遅延などが生じた場合などの電力不足の発生を回避する。
【解決手段】標準運用パターンにしたがって投入台数の更新を行う所定の時刻毎に、運行管理システムから取得した在線情報と列車属性情報とに基づいて、各変電所の総必要電力を予測することによって、必要な投入台数を算出し、標準運用パターンの投入台数に過不足が生じる場合に過不足の台数を司令員に提示する機能を備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、き電系統を介して電車に電力を供給する電鉄用の直流き電システムおよび運用方法に係り、特に、変電所に設置される複数の電源装置のうち、負荷に応じて必要な台数だけを稼働させる技術に関する。

電鉄用の従来の直流き電システムは、変電所に設置される電源装置の送り出し電圧を変電所毎に制御する方式（例えば、特許文献１）と、各変電所には電圧固定の複数の電源装置（整流器）を設置してその投入台数を制御する方式（例えば、特許文献２）とに区分されるが、前者の方式は設備コストが高額となることなどから、多くの路線において後者の投入台数制御方式が採用されている。

この投入台数制御方式では、路線を数キロメートルの単位で分割した各き電区間に個別に設置される変電所には、それぞれのき電区間の最大負荷に基づいて決められた台数の電源装置が設置される。それら全台数を常時投入して稼働させることは電力の利用効率の低下や装置寿命の短縮に繋がるため、負荷に応じて必要な台数だけを稼働させることが望ましい。
そこで、１日の運行時間をいくつかの時間帯に分け、変電所毎にそれぞれの時間帯での投入台数を定めた標準的な運用パターンを用意しておき、その標準運用パターンにしたがって電源装置の投入と切断を制御する方法が広く利用されている。

特開平１-１３２４３２号公報 特開平５-１７６４５７号公報

しかし、この従来の標準運用パターンを利用する方法では、ダイヤの乱れなどによる列車の集中が発生しても過負荷でのトリップ事故が発生しないように、標準運用パターンには本来の必要台数に比べてかなりのマージンをもたせていることが多い。そのため、標準パターン通りに運用すると、無駄に電源装置を稼働させる結果になる場合があった。
一方、車両故障や事故等によって列車が遅延した場合などには、標準運用パターン通りに運用すると電力不足となってトリップ事故を引き起こす危険性があった。

本発明は、前記の問題を解決するためになされたものであり、各変電所の電源装置の投入台数が標準運用パターンにしたがって制御される直流き電システムにおいて、無駄な電源装置の稼働を減らすとともに、列車の遅延などが生じた場合などの電力不足の発生を回避することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明では、直流電鉄の各き電区間に設置される変電所毎の電源装置の投入台数を時系列に定めた標準運用パターンにしたがって、処理装置が各変電所の電源装置の投入と切断を制御する直流き電システムにおいて、前記処理装置は、前記標準運用パターンにしたがって前記投入台数の更新を行う所定の時刻毎に、運行管理システムから取得した在線情報と列車属性情報とに基づいて、各変電所の総必要電力を予測することによって、必要な投入台数を算出し、前記標準運用パターンの投入台数に過不足が生じる場合に過不足の台数を司令員に提示する機能を備えるものとした。

本発明によれば、各変電所の電源装置の投入台数が標準運用パターンにしたがって制御される直流き電システムにおいて、無駄な電源装置の稼働を減らすとともに、列車の遅延などが生じた場合などの電力不足の発生を回避することができる。

本発明による直流き電システムの構成例を示すシステム構成図である。 標準運用パターンの設定例を示すタイムチャートである。 当日運用パターン設定処理のフローチャートである。 必要台数算出用ヒステリシス曲線の例を示すグラフである。 必要台数算出用テーブルのデータ構成例を示す図である。 標準運用パターンからの投入台数変更例を示すタイムチャートである。 投入台数決定処理（メインルーチン）のフローチャートである。 標準運用採否判定サブルーチンのフローチャートである。 標準運用復帰判定サブルーチンのフローチャートである。 必要台数算出サブルーチンのフローチャートである。 電源装置管理テーブルのデータ構成例を示す図である。 対象装置決定処理のフローチャートである。 対象装置を決定するときの投入率と稼働率の計算例を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態につき、適宜図面を参照しながら詳しく説明する。

図１は、本発明による直流き電システムＳの構成を示すシステム構成図である。直流き電システムＳは、き電線５を介して電車（列車）７に必要な直流電力を供給するためのシステムであり、路線に沿って数キロメートル間隔で設置される複数の変電所４と、それら各変電所４から供給する電力を統括管理する本発明の処理装置としての中央処理装置１と、電車７の運行状況を管理する運行管理システム３とを備えて構成される。

エアセクション６によって分割される各き電区間のき電線５を介してそのき電区間に在線する電車７に電力を供給する変電所４には、それぞれが同等の電力供給能力を有する複数の電源装置４２と、それら電源装置４２の投入および切断を制御する投入／切断制御部４１とが設置され、中央処理装置１から通信回線８を介して送信される指令にしたがって、各電源装置４２の投入または切断が行われる。また各変電所４は、対応するき電区間に在線する上りと下りの双方の電車７に同時に電力を供給するものとする。

中央処理装置１には、表示／操作制御部１１、当日運用パターン設定部１２、投入台数決定部１３、対象装置決定部１４、運行情報取得部１５、必要電力予測部１６、必要台数算出部１７、および投入／切断指令部１８の各機能が備えられる。これら各機能は、中央処理装置１に内蔵される不図示のＣＰＵ（Central Processing Unit）が、ハードディスクなどから対応する所定のプログラムを不図示のＲＡＭ（Random Access Memory）にロードして実行することによって具現化される。

また、ハードディスクなどに記録される当日属性情報２１、標準運用パターンライブラリ２２、必要台数算出用テーブル２３、電源装置管理テーブル２４には、前記各機能によって参照されたり記録されたりする各種情報が格納される。

表示／操作制御部１１は、例えば、液晶ディスプレイなどの表示部と、キーボードやマウスなどの操作部とを制御して、司令員に情報を提示したり、司令員からの入力を受け付けたりする機能をもつ。

当日運用パターン設定部１２は、当日の列車の運行開始時刻までに、当日適用すべき標準運用パターンを設定する機能をもつ。標準運用パターンとは、図２に例示するように、ほぼダイヤ通りに各列車が運行されているときに必要となる各変電所の電源装置の投入台数を、１日の運行開始から運行終了までをいくつかの時間帯（図２の例では２時間単位）に分けて各時間帯毎に定めたものである。
標準運用パターンは、季節や曜日（平日／休日など）に対応した複数のパターンが標準運用パターンライブラリ２２に登録され、その中から当日の運行条件に適合するパターンが検索されて設定される。

図３は、当日運用パターン設定部１２が実行する当日運用パターン設定処理の詳細を示したフローチャートである。
当日運用パターン設定部１２が起動されると、まず、ステップＳ１１にて当日属性情報２１を取得する。この当日属性情報２１には、当日の日付、曜日などの情報が予め格納されているものとする。次に、取得した当日属性情報２１のデータをパラメータとして、ステップＳ１２にて標準運用パターンライブラリ２２の中から当日に適合するパターンを検索し、ステップＳ１３にて表示／操作制御部１１を介して表示部にメッセージを表示するなどして司令員にそのパターンの承認を要請する。その結果、キーボードやマウスなどから承認入力があれば（ステップＳ１４で”Ｙｅｓ”）、ステップＳ１５にて、そのパターンの詳細データを標準運用パターンライブラリ２２から読み出して各変電所の当日の標準運用パターン（図２参照）を設定する。また、司令員の承認が得られなかった場合は（ステップＳ１４で”Ｎｏ”）、ステップＳ１２に処理を戻して別のパターンを検索し、承認が得られるまで上記の処理を繰り返す。

当日運用パターン設定部１２による当日の標準運用パターンの設定が完了すると、投入台数決定部１３が起動される。投入台数決定部１３は、各変電所の標準運用パターンと列車の在線状況に応じて実際に投入すべき電源装置の台数を決定して制御する機能をもつ。

そのために、投入台数決定部１３は、標準運用パターンにしたがって投入台数の更新を行う所定の時刻になると、まず運行情報取得部１５に対して運行管理システム３から運行中の列車の在線情報および列車属性情報を取得するよう指示し、運行情報取得部１５はそれらの情報を取得する。ここで、列車の在線情報とは、各列車がどのき電区間に在線してしているかを示す情報であり、列車属性情報とは、各列車の必要電力の予測に必要な電車７の型式、車両数、乗車率、空調使用の有無などの情報である。

運行情報取得部１５によって取得された列車属性情報は必要電力予測部１６に引き渡され、必要電力予測部１６によって各列車毎の必要電力の予測計算が実行される。ここで、計算される必要電力は、列車属性情報に基づいて算出される各列車のピーク電力であり、計算された各列車の必要電力は必要台数算出部１７に引き渡される。

必要台数算出部１７は、運行情報取得部１５によって取得された在線情報と、必要電力予測部１６によって算出された各列車の必要電力とに基づいて、各変電所が供給すべき総必要電力を算出し、その供給に必要となる電源装置の投入台数を必要台数として算出する。この必要台数の算出には、図４に示した必要台数算出用ヒステリシス曲線が用いられる。

図４において、横軸は変電所が供給すべき総必要電力を、縦軸は電源装置の必要台数を表す。矢印付きの実線および破線で描かれているグラフは、総必要電力に対する電源装置の必要台数を示すものであり、必要台数が変化する部分にヒステリシス特性を持たせることによって、総必要電力の微小な変化に対する必要台数の安定化が図られる。例えば、必要台数を２台から３台に増やすための基準値Ｐ３ｕは、必要台数を３台から２台に減らすための基準値Ｐ２ｄよりも大きく設定されているので、総必要電力が基準値Ｐ３ｄを超えて必要台数が２台から３台に増加した直後に一時的に基準値Ｐ３ｄを下回っても、その値がＰ２ｄ以上であれば必要台数は３台のままと算出されるなど、必要台数が増減した直後における安定化を図ることができる。

また、図５は、図４に示した必要台数算出用ヒステリシス曲線をテーブル形式で表した、必要台数算出用テーブル２３のデータ構成例を示したものである。必要台数算出用テーブル２３は、現投入台数ｎｉの値を示す現投入台数欄２３１を縦軸とし、必要台数ｘｉの値を示す必要台数欄２３２を横軸とする２次元マトリクスとして構成され、マトリクス部２３３の各交点には、現投入台数に比べて必要台数が増減するときの基準値が格納される。例えば、マトリクス部２３３の２行目（ｎｉ＝２）は、現投入台数が２台であるときの必要台数の算出基準が、必要台数を１台とするときはＰ１ｄ未満、必要台数を３台とするときはＰ３ｕ以上、必要台数を４台とするときはＰ４ｕ以上であることを表している。

なお、必要台数を算出する際には、当該変電所ｉに対応するき電区間ｉ（図１参照）に在線しているすべての列車に対する総必要電力Ｐｉと、その両側の隣接き電区間ｉ−１とｉ＋１とに在線しているすべての接近中列車に対する総必要電力Ｐｊとの大きい方の値を使用する。これは、変電所ｉは、現時点において、き電区間ｉに在線中の列車に対して電力を供給する必要があり、かつ、次の時間においては、隣接き電区間から入ってきたすべての列車に対して電力を供給する可能性があるからである。

必要台数算出部１７によって算出された必要台数は、投入台数決定部１３に引き渡され、投入台数決定部１３は、算出された必要台数と標準運用パターンにしたがった計画台数とが一致していればその値を次の時間帯における投入台数として決定し、両者が不一致の場合には、表示／操作制御部１１を介して表示部にメッセージを表示するなどして司令員に算出された必要台数を提示してその承認を要請する。

そして、司令員の承認が得られた場合、投入台数決定部１３は、対象装置決定部１４に対して必要台数分の電源装置の投入を指令し、対象装置決定部１４は、各電源装置の運転をできるだけ均等化するように追加投入または切断の対象とする電源装置４２を決定し、その決定内容を投入／切断指令部１８を通じて当該変電所の投入／切断制御部４１に送信させて、各電源装置４２の投入または切断の制御を行う。

また、投入台数決定部１３は、標準運用パターンにしたがった計画台数とは異なる台数の投入を指令した場合、該当する変電所の在線情報に基づく総必要電力の監視を所定の周期で実行し、計画台数での運用が可能となった時点で投入台数を計画台数に戻すことにより標準運用パターンに復帰させる。

図６は、ある変電所における電源装置の投入台数が、上記の投入台数決定部１３によって、標準運用パターンから変更され、再び標準運用パターンに戻った場合の運用例のタイムチャートを示したものである。図６において、細い実線は当日の標準運用パターンを表し、太い実線は実際の投入台数の変化の経緯を表している。

当日の運用開始時刻である午前４：００から午前６：００までの間は、標準運用パターンにしたがって１台の電源装置が投入されている。標準運用パターンでは午前６:００から２台に増やす計画であったが、予想よりも在線数が少なかったり乗車率が低かったりしたことなどにより、投入台数決定部１３によって必要台数は１台と算出され、それが承認されて１台での運用が継続されている。その後、時刻ｔ１において、投入台数決定部１３によって必要台数が計画台数と同じ２台と算出されたことにより、この時点で標準運用パターンへの復帰が行われている。

時刻ｔ１から標準運用パターンでの運用が行われたのち、標準運用パターンでは午前１０：００に３台から２台に減らす計画であったが、予想よりも在線数が多かったり乗車率が高かったりしたことなどにより、投入台数決定部１３によって必要台数は３台と算出され、それが承認されて３台での運用が継続されている。その後、時刻ｔ２において、投入台数決定部１３によって必要台数が計画台数と同じ２台と算出されたことにより、この時点で標準運用パターンへの復帰が行われている。

上記のように、標準運用パターンによる計画台数が増える場面においては、列車の在線数が増加するまで投入を遅らせることによって無駄な電源装置の稼働を減らすことができ、標準運用パターンによる計画台数が減る場面においては、列車の在線数が減少するまで切断を遅らせることによって電力不足の発生を回避することができる。

以下、図７〜図１０に示したフローチャートを参照して、前記各部において実行される処理の流れ詳しく説明する。

図７は、投入台数決定部１３が実行するメインルーチンである投入台数決定処理の流れを示すフローチャートである。なお、この投入台数決定処理から呼び出される標準運用採否判定および標準運用復帰判定の２つのサブルーチンの処理については、図８と図９を用いて後記する。

投入台数決定部１３が起動されると、まずステップＳ１にて、標準運用パターンの運用開始時刻の到来を待つ（ステップＳ１で”Ｎｏ”）。例えば、図６の例のように、当日の運用開始時刻が午前４：００であれば午前４：００まで待つ。そして、運用開始時刻の午前４：００になったら（ステップＳ１で”Ｙｅｓ”）ステップＳ２以下の処理を開始する。

ステップＳ２からＳ４までの一連の処理は、標準運用パターンにしたがって投入台数の更新が行われる所定の時刻毎（図６の例では午前４：００から２時間毎）に繰り返される。まず、ステップＳ２にて、運行情報取得部１５に、運行中のすべての列車について、各列車の必要電力を予測するために必要な列車属性情報を運行管理システム３から取得させる。次に、ステップＳ３にて、必要電力予測部１６に、取得した列車属性情報に基づいて運行中の全列車について必要電力を予測させる。そして、ステップＳ４にて、標準運用採否判定サブルーチンを呼び出すことによって、変電所毎に標準運用の採否を判定するとともに各変電所の電源装置の投入または切断の制御を実行させる。

その結果、次の時間帯において標準運用パターンの計画台数が採用された場合（図６の例では午前４：００や午前８：００）は、その計画台数での運用が行われる。また、標準運用パターンの計画台数が採用されず、異なる台数の電源装置が投入された場合（図６の例では午前６：００や午前１０：００）は、ステップＳ５からＳ７の処理によって、次の判定時刻が到来するまでの間、所定時間毎に標準運用パターンへの復帰可否の判定が行われる。

図８は、図７のステップＳ４にて呼び出される標準運用採否判定サブルーチンのフローチャートである。
まず、ステップＳ２１にて、運行情報取得部１５に、運行中の全列車の在線情報、つまり、どの列車がどのき電区間に在線しているかを示す情報を運行管理システム３から取得させる。次に、ステップＳ２２にて、判定対象の変電所ｉを選択し、ステップＳ２３からＳ３０の処理をすべての変電所について実行する。

ステップＳ２３では、必要台数算出サブルーチンを呼び出すことにより、必要台数算出部１７に必要台数ｘｉを算出させ、ステップＳ２４にてその値が計画台数と等しいかどうかを判定する。必要台数ｘｉと計画台数とが等しい場合は（ステップＳ２４で”Ｙｅｓ”）、ステップＳ２７にて投入指令台数ｎｉに計画台数の値を設定し、ステップＳ３０にて対象装置決定部１４に対して計画台数分の投入を指令する。

他方、必要台数ｘｉと計画台数とが等しくない場合は（ステップＳ２４で”Ｎｏ”）、ステップＳ２５にて、表示／操作制御部１１を介して計画とは異なるｘｉ台を投入することについての承認を司令員に要請し、承認された場合は（ステップＳ２６で”Ｙｅｓ”）、ステップＳ２８にて投入指令台数ｎｉに必要台数ｘｉの値を設定し、ステップＳ２９にて変電所ｉを監視対象に追加し、ステップＳ３０にて対象装置決定部１４に対して必要台数分の投入を指令する。承認されなかった場合は（ステップＳ２６で”Ｎｏ”）、計画台数での運用が指示されたものとみなして、ステップＳ２７にて投入指令台数ｎｉに計画台数の値を設定し、ステップＳ３０にて対象装置決定部１４に対して計画台数分の投入を指令する。
ステップＳ３１では、全変電所の処理が終了していなければ（Ｓ３１で”Ｎｏ”）ステップＳ２２に処理を戻し、全変電所の処理が終了したら（Ｓ３１で”Ｙｅｓ”）メインルーチンに処理を戻す。

図９は、図７のステップＳ６にて呼び出される標準運用復帰判定サブルーチンのフローチャートである。
まず、ステップＳ４１にて、運行情報取得部１５に、運行中の全列車の在線情報、つまり、どの列車がどのき電区間に在線しているかを示す情報を運行管理システム３から取得させる。次に、ステップＳ４２にて、監視対象の変電所ｉを選択し、ステップＳ４３からＳ５１の処理をすべての変電所について実行する。

ステップＳ４３では、必要台数算出サブルーチンを呼び出すことにより、必要台数算出部１７に必要台数ｘｉを算出させ、ステップＳ４４にてその値が計画台数と等しいかどうかを判定する。必要台数ｘｉと計画台数とが等しい場合は（ステップＳ４４で”Ｙｅｓ”）、ステップＳ４９にて投入指令台数ｎｉに計画台数の値を設定し、ステップＳ５０にて変電所ｉを監視対象から除外し、ステップＳ５１にて対象装置決定部１４に対して計画台数分の投入を指令することで、変電所ｉを標準運用パターンに復帰させる。

他方、必要台数ｘｉと計画台数とが等しくない場合は（ステップＳ４４で”Ｎｏ”）、さらにステップＳ４５にて必要台数ｘｉが現投入台数ｎｉと等しいかどうかを判定する。必要台数ｘｉが現投入台数ｎｉと等しくない場合は（ステップＳ４５で”Ｎｏ”）、ステップＳ４６にて、表示／操作制御部１１を介して計画とは異なるｘｉ台を投入することについての承認を司令員に要請し、承認された場合は（ステップＳ４７で”Ｙｅｓ”）、ステップＳ４８にて投入指令台数ｎｉに必要台数ｘｉの値を設定し、ステップＳ５１にて対象装置決定部１４に対して必要台数分の投入を指令する。

また、必要台数ｘｉが現投入台数ｎｉと等しい場合（ステップＳ４５で”Ｙｅｓ”）、および、計画とは異なるｘｉ台を投入することについての承認が得られなかった場合（ステップＳ４７で”Ｎｏ”）は、投入台数の変更は不要のためそのままステップＳ５２へ処理を進める。
ステップＳ５２では、全変電所の処理が終了していなければ（Ｓ５２で”Ｎｏ”）ステップＳ４２に処理を戻し、全変電所の処理が終了したら（Ｓ５２で”Ｙｅｓ”）メインルーチンに処理を戻す。

図１０は、図８のステップＳ２３、および、図９のステップＳ４３にて呼び出される必要台数算出サブルーチンの処理の詳細を示したフローチャートである。
必要台数算出部１７は、まず、ステップＳ６１にて、運行情報取得部１５によって取得された在線情報と、必要電力予測部１６によって算出された各列車の必要電力とを参照して、処理対象の変電所ｉのき電区間に在線中の全列車の必要電力の総和である総必要電力Ｐｉを算出する。

次に、ステップＳ６２にて、同様にして処理対象の変電所ｉのき電区間に隣接するき電区間ｉ−１とｉ＋１（図１参照）に在線している変電所ｉのき電区間へ接近中の全列車の必要電力の総和である総必要電力Ｐｊを算出する。

最後に、ステップＳ６３にて、変電所ｉの電源装置の現投入台数ｎｉと、ＰｉとＰｊとの最大値であるｍａｘ（Ｐｉ，Ｐｊ）とから、図５に示した必要台数算出用テーブル２３を参照して必要台数ｘｉを求める。例えば、
ｎｉ＝２、かつ、Ｐ３ｕ≦ｍａｘ（Ｐｉ，Ｐｊ）＜Ｐ４ｕ
ならば、求められる必要台数ｘｉは３であり、
ｎｉ＝２、かつ、ｍａｘ（Ｐｉ，Ｐｊ）＜Ｐ１ｄ
ならば、求められる必要台数ｘｉは１である。

続いて、対象装置決定部１４が実行する電源装置の運転の均等化の方法について説明する。

図１１は対象装置決定部１４によって参照される電源装置管理テーブル２４のデータ構成例を示したものである。電源装置管理テーブル２４には、変電所番号欄２４１、電源装置番号欄２４２、最新投入日時欄２４３、累積投入回数欄２４４、累積稼働時間欄２４５、運用開始日時欄２４６、およびその他欄２４７から成る電源装置レコードが、電源装置の数だけ格納される。

変電所番号欄２４１と電源装置番号欄２４２とには、各電源装置４２を識別するための変電所番号と電源装置番号とが登録される。最新投入日時欄２４３には、当該電源装置が投入中であるときには最新の投入日時が登録され、当該電源装置が切断中であるときにはブランク（図では「−」と表記。）が登録される。累積投入回数欄２４４と累積稼働時間欄２４５とには、それぞれ当該電源装置が運用開始されてからの累積投入回数と累積稼働時間とが登録される。運用開始日時欄２４６には、当該電源装置が運用開始された日時が登録される。また、その他欄２４７にはその他必要な情報が登録される。

図１１のデータ例は、変電所ｉに電源装置番号１〜４の４台の電源装置があり、電源装置番号１と３との２台が投入中で、他の２台は切断中であるときの様子を示したものである。

図１２は、投入台数決定部１３によってある変電所で投入すべき台数が決定されたときに、具体的にどの電源装置を投入したり切断したりするかを決定するために、対象装置決定部１４が実行する対象装置決定処理の流れを示したフローチャートである。

対象装置決定部１４は、まず、ステップＳ７１にて、当該変電所の電源装置の現投入台数を変数ｋ１に、投入台数決定部１３によって決定された投入指令台数を変数ｋ２にそれぞれ格納する。
次に、ステップＳ７２にて、変数ｋ１の値と変数ｋ２の値とを比較し、両者が等しい場合は（ステップＳ７２で”＝”）、投入台数は変わらないのでそのまま処理を終了する。

また、ｋ１＜ｋ２の場合は（ステップＳ７２で”＜”）、電源装置を追加投入する必要があるので、ステップＳ７３にて、現在切断中の電源装置（最新投入日時欄２４３が「−」となっているもの）の投入率を算出し、算出した投入率が小さい順にその中から（ｋ２−ｋ１）台を選択して追加投入を指令し、ステップＳ７４にて、それらの電源装置の累積投入回数をカウントアップするとともに、ステップＳ７５にて、最新投入日時を記録して処理を終了する。ここで、投入率とは、単位運用時間当たりの投入回数であり、累積投入回数を総運用日数で割ることによって算出される。

他方、ｋ１＞ｋ２の場合は（ステップＳ７２で”＞”）、電源装置を切断する必要があるので、ステップＳ７６にて、現在投入中の電源装置（最新投入日時欄２４３に日時が記録されているもの）の稼働率を算出し、算出した稼働率が大きい順にその中から（ｋ１−ｋ２）台を選択して切断を指令し、ステップＳ７７にて、それらの電源装置の最新投入日時からの経過時間を累積稼働時間に加えてその値を更新したのちに、ステップＳ７８にて、最新投入日時をクリアして処理を終了する。なお、稼働率は、累積稼働時間を総運用時間（運用開始日時からの経過時間）で割ることによって算出される。

図１３は、図１１に示した４台の電源装置について、２００９年７月１日７：００時点での投入率と稼働率の値の計算例を示したものである。この例のように、前記した対象装置決定処理によれば、同一の変電所内の電源装置間では投入率、稼働率とも、ほぼ同一の値となるように運用が行われるので、電源装置の寿命のばらつきを小さくすることができる。

以上にて、本発明を実施するための形態についての説明を終えるが、これに限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。例えば、中央処理装置１の機能は、運行管理システム３のコンピュータに搭載するようにしてもよいし、分散設置される複数のコンピュータに分散して搭載するようにしてもよい。また、変電所に設置される電源装置の容量はすべてが同一でなくてもよく、標準運用パターン以外の投入台数での運用を司令員の承認なしに自動で実行するようにしてもよい。電源装置の運転の均等化を図るための指標として、故障や保守の情報などをも考慮するようにしてもよい。

１ 中央処理装置（処理装置）
３ 運行管理システム
４ 変電所
５ き電線
６ エアセクション
７ 電車（列車）
８ 通信回線
１１ 表示／操作制御部
１２ 当日運用パターン設定部
１３ 投入台数決定部
１４ 対象装置決定部
１５ 運行情報取得部
１６ 必要電力予測部
１７ 必要台数算出部
１８ 投入／切断指令部
２１ 当日属性情報
２２ 標準運用パターンライブラリ
２３ 必要台数算出用テーブル
２４ 電源装置管理テーブル
３１ 在線情報、列車属性情報
４１ 投入／切断制御部
４２ 電源装置
Ｓ 直流き電システム

Claims (5)

1. 直流電鉄の各き電区間に設置される変電所毎の電源装置の投入台数を時系列に定めた標準運用パターンにしたがって、処理装置が各変電所の電源装置の投入と切断とを制御する直流き電システムにおいて、
   前記処理装置は、
   前記標準運用パターンにしたがって前記投入台数の更新を行う所定の時刻毎に、運行管理システムから取得した在線情報と列車属性情報とに基づいて、各変電所の総必要電力を予測することによって必要な電源装置の投入台数を算出し、算出した前記投入台数と前記標準運用パターンの投入台数との間に過不足が生じる場合にその過不足の台数を司令員に提示する機能を備える
   ことを特徴とする直流き電システム。
2. 前記処理装置は、
   前記標準運用パターンの投入台数に過不足が生じて投入台数の変更を行った場合、前記必要な投入台数が前記標準運用パターンの投入台数に一致するまでの間、一定の周期で前記必要な投入台数の算出を行い、両者が一致した時点で標準運用パターンによる制御に復帰させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の直流き電システム。
3. 前記処理装置は、
   前記各変電所の総必要電力を、当該変電所が電力を供給するき電区間に在線している全列車の必要電力と、隣接き電区間内に在線しかつ当該き電区間に接近中の全列車の必要電力との両者に基づいて予測する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の直流き電システム。
4. 前記処理装置は、
   前記各変電所の電源装置毎の運用開始日時と、累積投入回数と、累積稼働時間とを記録し、決定された投入台数にしたがって電源装置を追加投入するときには、累積投入回数／（現在日時−運用開始日時）で算出される単位運用時間当たりの投入回数が最も小さい装置から順に選択して追加投入し、投入中の電源装置を切断するときには、累積稼働時間／（現在日時−運用開始日時）で算出される稼働率が最も大きい装置から順に選択して切断する
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の直流き電システム。
5. 直流電鉄の各き電区間に設置される変電所毎の電源装置の投入台数を時系列に定めた標準運用パターンにしたがって、処理装置が各変電所の電源装置の投入と切断とを制御する直流き電システムの運用方法において、
   前記処理装置は、
   前記標準運用パターンにしたがって前記投入台数の更新を行う所定の時刻毎に、運行管理システムから取得した在線情報と列車属性情報とに基づいて、各変電所の総必要電力を予測することによって必要な電源装置の投入台数を算出するステップと、
   算出した前記投入台数と前記標準運用パターンの投入台数との間に過不足が生じる場合にその過不足の台数を司令員に提示するステップと
   を備えて制御することを特徴とする直流き電システムの運用方法。
   

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