JP3281216B2 - 電気鉄道変電所容量計算装置 - Google Patents
電気鉄道変電所容量計算装置Info
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
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- Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電気鉄道の列車ダイ
ヤ作成時に考慮される電気鉄道の変電所容量を計算する
電気鉄道変電所容量計算装置に関する。
ヤ作成時に考慮される電気鉄道の変電所容量を計算する
電気鉄道変電所容量計算装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば電気学会技術報告（ＩＩ部）第３
６０号「回生車両に対応した直流変電所容量設計法」の
中に示されているように、列車の運転曲線が与えられれ
ば１列車が走行するのに要する最大電力量が得られ、そ
れをもとに電気鉄道の変電所容量が計算される。運転曲
線作成時には、１本の列車を対象として、駅位置、勾
配、制限速度等の地上条件と、列車重量、引張力、車両
性能等の車両条件とから、駅間を走行する際の最適な速
度パターンおよび力行、惰行、制動等の運転状態の変化
点を求める。そして、力行区間の距離と使用ノッチと列
車モータ特性とから、その列車が該駅間を走行した場合
の使用電力量が計算される。
６０号「回生車両に対応した直流変電所容量設計法」の
中に示されているように、列車の運転曲線が与えられれ
ば１列車が走行するのに要する最大電力量が得られ、そ
れをもとに電気鉄道の変電所容量が計算される。運転曲
線作成時には、１本の列車を対象として、駅位置、勾
配、制限速度等の地上条件と、列車重量、引張力、車両
性能等の車両条件とから、駅間を走行する際の最適な速
度パターンおよび力行、惰行、制動等の運転状態の変化
点を求める。そして、力行区間の距離と使用ノッチと列
車モータ特性とから、その列車が該駅間を走行した場合
の使用電力量が計算される。
【０００３】図１２は、変電所容量計算の処理の流れを
示すフローチャートである。まず、運転曲線から得られ
た力行区間の距離と使用ノッチと列車モータ特性とか
ら、１本の列車が単独で走行した場合の使用電力量を駅
間毎に求める（Ｓ１）。次に、列車ダイヤから、計算対
象の時間帯に走行している列車本数を駅間毎に数える
（Ｓ２）。最後に、Ｓ１で求めた１本の列車の使用電力
量とＳ２で得た列車本数を乗じて、計算対象の時間帯の
駅間毎の使用電力量を求める（Ｓ３）。図１３は列車ダ
イヤ例を示す図であり、図中の計算対象時間で駅Ｃ−駅
Ｂ間の使用電力量の計算を行うとする。この対象時間
に、列車１は駅Ｃ−駅Ｂ間のみを走行しているが、列車
２は駅Ｄ−駅Ｃ間および駅Ｃ−駅Ｂ間を走行している。
この場合、この対象時間に駅Ｃ−駅Ｂ間を走行する列車
数は、２列車または１列車（列車１のみ）のどちらか１
つを選択して使用電力量の計算に用いていた。
示すフローチャートである。まず、運転曲線から得られ
た力行区間の距離と使用ノッチと列車モータ特性とか
ら、１本の列車が単独で走行した場合の使用電力量を駅
間毎に求める（Ｓ１）。次に、列車ダイヤから、計算対
象の時間帯に走行している列車本数を駅間毎に数える
（Ｓ２）。最後に、Ｓ１で求めた１本の列車の使用電力
量とＳ２で得た列車本数を乗じて、計算対象の時間帯の
駅間毎の使用電力量を求める（Ｓ３）。図１３は列車ダ
イヤ例を示す図であり、図中の計算対象時間で駅Ｃ−駅
Ｂ間の使用電力量の計算を行うとする。この対象時間
に、列車１は駅Ｃ−駅Ｂ間のみを走行しているが、列車
２は駅Ｄ−駅Ｃ間および駅Ｃ−駅Ｂ間を走行している。
この場合、この対象時間に駅Ｃ−駅Ｂ間を走行する列車
数は、２列車または１列車（列車１のみ）のどちらか１
つを選択して使用電力量の計算に用いていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の電気
鉄道変電所容量計算装置においては、所定の対象時間に
おける列車の位置を１つの駅間を選択して表していたた
めに、対象列車ダイヤによっては列車の位置が正確なも
のではなかったり秒単位等の計算対象時間の電力量が計
算できず、高精度の変電所容量計算が行えなかった。ま
た、列車ダイヤによっては架線電圧が時刻によって大き
く変動し、列車性能に影響する場合があり、使用電力量
の計算が精密に行えないといった問題点があった。
鉄道変電所容量計算装置においては、所定の対象時間に
おける列車の位置を１つの駅間を選択して表していたた
めに、対象列車ダイヤによっては列車の位置が正確なも
のではなかったり秒単位等の計算対象時間の電力量が計
算できず、高精度の変電所容量計算が行えなかった。ま
た、列車ダイヤによっては架線電圧が時刻によって大き
く変動し、列車性能に影響する場合があり、使用電力量
の計算が精密に行えないといった問題点があった。
【０００５】この発明は、上述のような課題を解決する
ためになされたもので、第１の目的は、任意の時刻ごと
の変電所使用電力量を計算できる電気鉄道変電所容量計
算装置を得るものである。また、第２の目的は、列車ダ
イヤの輸送密度等が列車性能に影響を与える場合にも、
精度よく変電所使用電力量を計算できる電気鉄道変電所
容量計算装置を得るものである。
ためになされたもので、第１の目的は、任意の時刻ごと
の変電所使用電力量を計算できる電気鉄道変電所容量計
算装置を得るものである。また、第２の目的は、列車ダ
イヤの輸送密度等が列車性能に影響を与える場合にも、
精度よく変電所使用電力量を計算できる電気鉄道変電所
容量計算装置を得るものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明に係る電気鉄道
変電所容量計算装置においては、列車速度・運転状態と
使用電力量との関係を示す列車電力特性データ、対象路
線内に設置される変電所位置を示す変電所位置データ、
列車ダイヤ、運転曲線等を入力する入力手段、入力した
上記列車ダイヤおよび上記運転曲線から計算対象列車の
走行時刻毎の位置、および速度・運転状態を検索する手
段、検索された該列車の速度・運転状態と上記列車電力
特性データとから該列車の使用電力量を算出する手段、
上記検索された列車位置と上記変電所位置データとから
該列車に隣接する変電所を検出する手段、および上記算
出された該列車の使用電力量を上記検出された変電所
に、該列車との距離（近さ）に応じて配分する手段を備
えたものである。
変電所容量計算装置においては、列車速度・運転状態と
使用電力量との関係を示す列車電力特性データ、対象路
線内に設置される変電所位置を示す変電所位置データ、
列車ダイヤ、運転曲線等を入力する入力手段、入力した
上記列車ダイヤおよび上記運転曲線から計算対象列車の
走行時刻毎の位置、および速度・運転状態を検索する手
段、検索された該列車の速度・運転状態と上記列車電力
特性データとから該列車の使用電力量を算出する手段、
上記検索された列車位置と上記変電所位置データとから
該列車に隣接する変電所を検出する手段、および上記算
出された該列車の使用電力量を上記検出された変電所
に、該列車との距離（近さ）に応じて配分する手段を備
えたものである。
【０００７】また、列車ダイヤおよび運転曲線から任意
の時刻に対象路線上に存在する列車を検索し、検索され
た全列車と上記対象路線に設置される変電所とをそれぞ
れ電気部品とみなした等価回路を作成する手段、該等価
回路をもとに回路計算を行うことにより架線電圧の分布
を算出する手段、算出された架線電圧を考慮した列車電
力特性データをもとに列車の使用電力量を算出する手
段、および対象時間範囲で上記対象路線内の各列車が上
記架線電圧の変動に影響される時刻あるいは地点を取得
する手段を備えて、上記対象時間範囲における上記変電
所のそれぞれの消費電力量を算出するものである。
の時刻に対象路線上に存在する列車を検索し、検索され
た全列車と上記対象路線に設置される変電所とをそれぞ
れ電気部品とみなした等価回路を作成する手段、該等価
回路をもとに回路計算を行うことにより架線電圧の分布
を算出する手段、算出された架線電圧を考慮した列車電
力特性データをもとに列車の使用電力量を算出する手
段、および対象時間範囲で上記対象路線内の各列車が上
記架線電圧の変動に影響される時刻あるいは地点を取得
する手段を備えて、上記対象時間範囲における上記変電
所のそれぞれの消費電力量を算出するものである。
【０００８】また、算出された架線電圧の分布を列車ダ
イヤ上に等電圧線として重ね合わせ表示することで、上
記架線電圧の変動に影響される時刻あるいは地点を取得
するようにしたものである。
イヤ上に等電圧線として重ね合わせ表示することで、上
記架線電圧の変動に影響される時刻あるいは地点を取得
するようにしたものである。
【０００９】また、変電所位置データ内の変電所数およ
び変電所位置を変更する手段を備えたものである。
び変電所位置を変更する手段を備えたものである。
【００１０】また、列車ダイヤとともに列車種別毎また
は時間帯毎の乗車率を入力し、乗車率を考慮した列車電
力特性データをもとに使用電力量を算出するようにした
ものである。
は時間帯毎の乗車率を入力し、乗車率を考慮した列車電
力特性データをもとに使用電力量を算出するようにした
ものである。
【００１１】また、運転曲線は、入力した列車ダイヤを
もとに作成するようにしたものである。
もとに作成するようにしたものである。
【００１２】
【作用】上記のように構成された電気鉄道変電所容量計
算装置においては、入力した列車ダイヤおよび運転曲線
から検索された列車の速度・運転状態と列車電力特性デ
ータとからその時刻での該当列車の使用電力量が算出さ
れ、変電所位置データから得られた該当列車に隣接する
変電所に、算出された使用電力量が配分される。
算装置においては、入力した列車ダイヤおよび運転曲線
から検索された列車の速度・運転状態と列車電力特性デ
ータとからその時刻での該当列車の使用電力量が算出さ
れ、変電所位置データから得られた該当列車に隣接する
変電所に、算出された使用電力量が配分される。
【００１３】また、任意の時刻に対象路線上に存在する
全列車と変電所とをそれぞれ電気部品とみなした等価回
路をもとに回路計算を行うことにより架線電圧の分布が
算出され、その架線電圧の変動を考慮した列車電力特性
データをもとに列車の使用電力量が算出される。
全列車と変電所とをそれぞれ電気部品とみなした等価回
路をもとに回路計算を行うことにより架線電圧の分布が
算出され、その架線電圧の変動を考慮した列車電力特性
データをもとに列車の使用電力量が算出される。
【００１４】また、算出された架線電圧の分布を列車ダ
イヤ上に等電圧線として重ね合わせ表示される。
イヤ上に等電圧線として重ね合わせ表示される。
【００１５】また、変電所数および変電所位置のデータ
を変更して使用電力量が算出される。
を変更して使用電力量が算出される。
【００１６】また、各列車の時間帯毎の乗車率を入力
し、乗車率を考慮した列車電力特性データをもとに列車
の使用電力量が算出される。
し、乗車率を考慮した列車電力特性データをもとに列車
の使用電力量が算出される。
【００１７】また、入力した列車ダイヤをもとに運転曲
線が作成される。
線が作成される。
【００１８】
実施例１．図１はこの発明の一実施例である電気鉄道変
電所容量計算装置を示すもので、１は乗車率、計算対象
時間等の変電所容量計算条件を入力したり、各データの
設定、変更等を行う操作部、２は操作部１または外部に
設けられたダイヤ作成装置から入力されたデータを受け
取るデータ受取部、３は操作部１から設定、変更入力さ
れたデータを編集して、ダイヤデータ４、運転曲線デー
タ５、列車電力特性データ６、および変電所位置データ
７を作成するデータ編集部である。８は操作部１から入
力した条件を受けて、変電所容量計算の時刻設定等を行
う計算制御部、９は計算対象となる列車をダイヤデータ
４から検索する列車検索部、１０は列車検索部９で検索
された列車のその時刻における位置、速度等を運転曲線
データ５から検索する列車位置・速度検索部、１１は検
索された列車の速度および運転状態に対する使用電力量
を列車電力特性データ６をもとに算出する列車使用電力
計算部、１２は該当列車の位置と変電所位置データ７と
をもとに、該当列車の使用電力量をそれと隣接する変電
所に配分する変電所消費電力計算部である。また、１３
は算出された変電所の消費電力量を表示する計算結果表
示部である。
電所容量計算装置を示すもので、１は乗車率、計算対象
時間等の変電所容量計算条件を入力したり、各データの
設定、変更等を行う操作部、２は操作部１または外部に
設けられたダイヤ作成装置から入力されたデータを受け
取るデータ受取部、３は操作部１から設定、変更入力さ
れたデータを編集して、ダイヤデータ４、運転曲線デー
タ５、列車電力特性データ６、および変電所位置データ
７を作成するデータ編集部である。８は操作部１から入
力した条件を受けて、変電所容量計算の時刻設定等を行
う計算制御部、９は計算対象となる列車をダイヤデータ
４から検索する列車検索部、１０は列車検索部９で検索
された列車のその時刻における位置、速度等を運転曲線
データ５から検索する列車位置・速度検索部、１１は検
索された列車の速度および運転状態に対する使用電力量
を列車電力特性データ６をもとに算出する列車使用電力
計算部、１２は該当列車の位置と変電所位置データ７と
をもとに、該当列車の使用電力量をそれと隣接する変電
所に配分する変電所消費電力計算部である。また、１３
は算出された変電所の消費電力量を表示する計算結果表
示部である。
【００１９】このように構成された電気鉄道変電所容量
計算装置における動作について、図２のフローチャート
を参照しながら説明する。まず、設定された計算開始時
刻から計算終了時刻までに走行している列車を列車検索
部９によりダイヤデータ４から検索する（Ｔ１）。該当
する計算対象列車があれば（Ｔ２でＮＯのとき）、走行
時刻を０にセットし（Ｔ３）、入力したダイヤデータ４
から得られる駅間走行時分と運転曲線データ５から得ら
れる駅間走行時分に違いがあれば補正を行っておく（Ｔ
４）。運転曲線データ５は列車種別ごとの数種類のパタ
ーンで保持しているので、入力した実際のダイヤデータ
４で走行した場合の運転曲線と合致しない。そのため、
双方の駅間走行時分の比率を算出しておき、計算に双方
のデータを用いる場合には、一方のデータに上記比率を
乗じることにより補正を行う必要があるのである。
計算装置における動作について、図２のフローチャート
を参照しながら説明する。まず、設定された計算開始時
刻から計算終了時刻までに走行している列車を列車検索
部９によりダイヤデータ４から検索する（Ｔ１）。該当
する計算対象列車があれば（Ｔ２でＮＯのとき）、走行
時刻を０にセットし（Ｔ３）、入力したダイヤデータ４
から得られる駅間走行時分と運転曲線データ５から得ら
れる駅間走行時分に違いがあれば補正を行っておく（Ｔ
４）。運転曲線データ５は列車種別ごとの数種類のパタ
ーンで保持しているので、入力した実際のダイヤデータ
４で走行した場合の運転曲線と合致しない。そのため、
双方の駅間走行時分の比率を算出しておき、計算に双方
のデータを用いる場合には、一方のデータに上記比率を
乗じることにより補正を行う必要があるのである。
【００２０】次に、列車位置・速度検索部１０で対象列
車のその時刻における位置、速度および運転状態をその
列車の種別に対応する運転曲線データ５から得る（Ｔ
５）。図３は運転曲線データ５の一例を示したもので、
例えば走行時刻１ｓにおいては、駅間位置１０ｍの地点
を速度５ｋｍ／ｈ、力行状態で走行していることがわか
る。また、走行時刻３ｓにおいては、走行時刻１ｓと５
ｓとの中間であることから、各データを比例配分によっ
て計算し、駅間位置が１５ｍ、列車速度７．５ｋｍ／ｈ
と算出し、運転状態は力行となる。運転状態が力行であ
れば（Ｔ６でＹＥＳのとき）、列車使用電力計算部１１
でその列車のその時刻での使用電力量を列車電力特性デ
ータ６をもとに計算する（Ｔ７）。力行でなければ（Ｔ
６でＮＯのとき）電力量の計算は行わない。図４は列車
電力特性データ６の一例を示したもので、列車速度毎の
使用電力量を列車種別毎に格納している。この場合も各
データを比例配分によって計算し、例えば列車速度が
７．５ｋｍ／ｈであれば、そのときの使用電力量Ｗは次
の比例式を解いて５０７．５Ｖ・Ａとなる。 （Ｗ−５００）：（５１０−５００）＝７．５：１０ なお、乗車率が高くなると車両重量が重くなって列車性
能に影響を及ぼすことがあるので、列車電力特性データ
６を乗車率ごとのパターンとして保持しておく。したが
って、操作部１から入力した乗車率に対応する列車電力
特性データ６を用いて計算することにより、より精密な
計算が行える。
車のその時刻における位置、速度および運転状態をその
列車の種別に対応する運転曲線データ５から得る（Ｔ
５）。図３は運転曲線データ５の一例を示したもので、
例えば走行時刻１ｓにおいては、駅間位置１０ｍの地点
を速度５ｋｍ／ｈ、力行状態で走行していることがわか
る。また、走行時刻３ｓにおいては、走行時刻１ｓと５
ｓとの中間であることから、各データを比例配分によっ
て計算し、駅間位置が１５ｍ、列車速度７．５ｋｍ／ｈ
と算出し、運転状態は力行となる。運転状態が力行であ
れば（Ｔ６でＹＥＳのとき）、列車使用電力計算部１１
でその列車のその時刻での使用電力量を列車電力特性デ
ータ６をもとに計算する（Ｔ７）。力行でなければ（Ｔ
６でＮＯのとき）電力量の計算は行わない。図４は列車
電力特性データ６の一例を示したもので、列車速度毎の
使用電力量を列車種別毎に格納している。この場合も各
データを比例配分によって計算し、例えば列車速度が
７．５ｋｍ／ｈであれば、そのときの使用電力量Ｗは次
の比例式を解いて５０７．５Ｖ・Ａとなる。 （Ｗ−５００）：（５１０−５００）＝７．５：１０ なお、乗車率が高くなると車両重量が重くなって列車性
能に影響を及ぼすことがあるので、列車電力特性データ
６を乗車率ごとのパターンとして保持しておく。したが
って、操作部１から入力した乗車率に対応する列車電力
特性データ６を用いて計算することにより、より精密な
計算が行える。
【００２１】次に、変電所消費電力計算部１２におい
て、Ｔ７で算出した使用電力量を変電所に配分する（Ｔ
８）。このとき、計算対象列車の位置と変電所位置デー
タ７とからその列車に隣接する変電所を選び出す。例え
ば、図５に示すような位置に対象列車が存在していれ
ば、変電所２、変電所３および変電所４が隣接する変電
所であり、対象列車とそれぞれの変電所との距離の逆数
に比例するように使用電力量を配分する。例えば、図６
に示すように対象列車と変電所２、３、４との距離がそ
れぞれ２ｋｍ、５ｋｍ、４ｋｍとすると全体を１．０と
する距離の逆数の比は０．５３：０．２１：０．２６で
あり、対象列車の使用電力量５００Ｖ・Ａをその比で配
分すると、例えば変電所３には、次式により１０５Ｖ・
Ａが配分される。 ５００×０．２１＝１０５ 次に、走行時刻を１ステップ進めて（Ｔ９）、その時刻
で対象列車がまだ行先駅に到着していなければ（Ｔ１０
でＮＯのとき）、上記Ｔ５〜Ｔ９の処理を繰り返す。対
象列車が行先駅に到着した場合は（Ｔ１０でＹＥＳのと
き）、Ｔ１にもどり、次に計算対象となる列車に対して
上記処理を行う。
て、Ｔ７で算出した使用電力量を変電所に配分する（Ｔ
８）。このとき、計算対象列車の位置と変電所位置デー
タ７とからその列車に隣接する変電所を選び出す。例え
ば、図５に示すような位置に対象列車が存在していれ
ば、変電所２、変電所３および変電所４が隣接する変電
所であり、対象列車とそれぞれの変電所との距離の逆数
に比例するように使用電力量を配分する。例えば、図６
に示すように対象列車と変電所２、３、４との距離がそ
れぞれ２ｋｍ、５ｋｍ、４ｋｍとすると全体を１．０と
する距離の逆数の比は０．５３：０．２１：０．２６で
あり、対象列車の使用電力量５００Ｖ・Ａをその比で配
分すると、例えば変電所３には、次式により１０５Ｖ・
Ａが配分される。 ５００×０．２１＝１０５ 次に、走行時刻を１ステップ進めて（Ｔ９）、その時刻
で対象列車がまだ行先駅に到着していなければ（Ｔ１０
でＮＯのとき）、上記Ｔ５〜Ｔ９の処理を繰り返す。対
象列車が行先駅に到着した場合は（Ｔ１０でＹＥＳのと
き）、Ｔ１にもどり、次に計算対象となる列車に対して
上記処理を行う。
【００２２】計算対象時間帯内のすべての列車に対し
て、それぞれの時刻における使用電力量を算出し、計算
対象となる列車がなくなった時（Ｔ２でＹＥＳのと
き）、計算結果表示部１３において、各変電所に配分し
た結果を表示する（Ｔ１１）。図７は上記計算結果を３
０分単位で集計して表に示した例で、各３０分内で流れ
る電流の最大値と、３０分間の消費電力量の累計を表示
している。また、図８に示すように、グラフ形式で表示
することにより消費電力量の増大する時刻が明確とな
る。このとき、表示された計算結果を見て、ある時刻で
使用電力量が大幅に増大している場合、試験的あるいは
点検等によりある変電所を休止する場合など、変電所の
数・位置を変更するならば（Ｔ１２でＹＥＳのとき）、
操作部１からその内容に応じた変更を行う（Ｔ１３）。
変更データはデータ編集部３で編集され、変更された変
電所位置データ７をもってＴ１にもどり、上記処理を行
う。表示された計算結果が満足のいくものであれば（Ｔ
１２でＮＯのとき）、処理を終了する。以上により、入
力したダイヤデータをもとに各時刻における使用電力量
を算出し、各変電所にその使用電力量を比例配分するよ
うにしたので、ダイヤデータに応じた精度の高い変電所
容量計算が行える。なお、上記説明においては、運転曲
線データ５を予め数種類のパターンで保持しているもの
としたが、入力したダイヤデータ４に対して、その列車
の引張力等の車両条件データ、および路線の勾配等の地
上条件データをもとに自動作成した運転曲線を運転曲線
データ５として用いれば、Ｔ４の処理における補正が不
要となることはいうまでもなく、さらに精度の高い計算
が可能となる。
て、それぞれの時刻における使用電力量を算出し、計算
対象となる列車がなくなった時（Ｔ２でＹＥＳのと
き）、計算結果表示部１３において、各変電所に配分し
た結果を表示する（Ｔ１１）。図７は上記計算結果を３
０分単位で集計して表に示した例で、各３０分内で流れ
る電流の最大値と、３０分間の消費電力量の累計を表示
している。また、図８に示すように、グラフ形式で表示
することにより消費電力量の増大する時刻が明確とな
る。このとき、表示された計算結果を見て、ある時刻で
使用電力量が大幅に増大している場合、試験的あるいは
点検等によりある変電所を休止する場合など、変電所の
数・位置を変更するならば（Ｔ１２でＹＥＳのとき）、
操作部１からその内容に応じた変更を行う（Ｔ１３）。
変更データはデータ編集部３で編集され、変更された変
電所位置データ７をもってＴ１にもどり、上記処理を行
う。表示された計算結果が満足のいくものであれば（Ｔ
１２でＮＯのとき）、処理を終了する。以上により、入
力したダイヤデータをもとに各時刻における使用電力量
を算出し、各変電所にその使用電力量を比例配分するよ
うにしたので、ダイヤデータに応じた精度の高い変電所
容量計算が行える。なお、上記説明においては、運転曲
線データ５を予め数種類のパターンで保持しているもの
としたが、入力したダイヤデータ４に対して、その列車
の引張力等の車両条件データ、および路線の勾配等の地
上条件データをもとに自動作成した運転曲線を運転曲線
データ５として用いれば、Ｔ４の処理における補正が不
要となることはいうまでもなく、さらに精度の高い計算
が可能となる。
【００２３】実施例２．また、列車ダイヤによっては架
線電圧が大きく変動し、使用電力量の計算に影響を及ぼ
すことがある。図９は、本実施例２による電気鉄道変電
所容量計算装置を示す図で、図中、図１で示した実施例
１のものと同一または相当部分には同一の符号を記して
いる。１４は地上条件データ１５と車両条件データ１６
とをもとに運転曲線データ５を自動作成する運転曲線作
成部で、実施例１で述べたように、あらかじめ運転曲線
データ５を数種類のパターンで保持するよりも精度の高
い計算が可能となる。１７は列車位置・速度検索部１０
で取得した列車位置と変電所位置データと車両条件デー
タ１６とから、列車および変電所をそれぞれ電気部品と
みなした等価回路を作成する等価回路作成部、１８は作
成された等価回路を計算し、各変電所の送り出し電圧、
送り出し電流、および架線電圧分布を求める等価回路計
算部である。
線電圧が大きく変動し、使用電力量の計算に影響を及ぼ
すことがある。図９は、本実施例２による電気鉄道変電
所容量計算装置を示す図で、図中、図１で示した実施例
１のものと同一または相当部分には同一の符号を記して
いる。１４は地上条件データ１５と車両条件データ１６
とをもとに運転曲線データ５を自動作成する運転曲線作
成部で、実施例１で述べたように、あらかじめ運転曲線
データ５を数種類のパターンで保持するよりも精度の高
い計算が可能となる。１７は列車位置・速度検索部１０
で取得した列車位置と変電所位置データと車両条件デー
タ１６とから、列車および変電所をそれぞれ電気部品と
みなした等価回路を作成する等価回路作成部、１８は作
成された等価回路を計算し、各変電所の送り出し電圧、
送り出し電流、および架線電圧分布を求める等価回路計
算部である。
【００２４】次に動作について、図１０のフローチャー
トを参照しながら説明する。まず、時刻を計算開始時刻
にセットして（Ｕ１）、その時刻に路線上に存在する全
ての列車を検索する（Ｕ２）。次に運転曲線を自動作成
して（Ｕ３）、検索した各列車の位置および走行状態を
計算する（Ｕ４）。各列車の位置および走行状態と変電
所の位置とをもとに、各列車および変電所を電気部品と
みなした等価回路を作成する（Ｕ５）。そして、作成さ
れた等価回路を計算して（Ｕ６）、その時刻における各
変電所の送り出し電圧、送り出し電流、パンタ点電圧、
パンタ点電流、および架線電圧の分布を求める。また、
各列車のモータ特性などの車両特性は架線電圧の大きさ
に影響されるため、求めた架線電圧に対応する列車電力
特性データをもとに列車の使用電力量を算出する。
トを参照しながら説明する。まず、時刻を計算開始時刻
にセットして（Ｕ１）、その時刻に路線上に存在する全
ての列車を検索する（Ｕ２）。次に運転曲線を自動作成
して（Ｕ３）、検索した各列車の位置および走行状態を
計算する（Ｕ４）。各列車の位置および走行状態と変電
所の位置とをもとに、各列車および変電所を電気部品と
みなした等価回路を作成する（Ｕ５）。そして、作成さ
れた等価回路を計算して（Ｕ６）、その時刻における各
変電所の送り出し電圧、送り出し電流、パンタ点電圧、
パンタ点電流、および架線電圧の分布を求める。また、
各列車のモータ特性などの車両特性は架線電圧の大きさ
に影響されるため、求めた架線電圧に対応する列車電力
特性データをもとに列車の使用電力量を算出する。
【００２５】次に、時刻を１ステップ進め（Ｕ７）、計
算終了時刻を超えていなければ（Ｕ８でＮＯのとき）、
Ｕ２にもどって上記の処理を繰り返す。時刻が計算終了
時刻になれば（Ｕ８でＹＥＳのとき）、各時刻の計算結
果から、変電所最大使用電力を算出するとともに、架線
電圧が最低または最高となる時刻、位置およびその架線
電圧値を求める（Ｕ９）。算出された変電所電力量は、
実施例１で前述したように、図７の表または図８のグラ
フ等で表示される（Ｕ１０）。また、架線電圧の分布に
ついては、各時刻におけるある地点からの距離と架線電
圧の関係を示す２次元分布、ある地点での時刻の経過に
よる架線電圧の変動、ある列車の走行地点におけるパン
タ点電圧の変動等を表示する。さらに、図１１に示すよ
うに、列車ダイヤに架線電圧の等電圧線を重ね合わせて
表示する。図における楕円状の実線（下り列車上の等電
圧線は点線で示す）が架線電圧１３５０Ｖの等電圧線で
あり、楕円状の内部は架線電圧が１３５０Ｖ以下となっ
ているので、その部分を走行する列車は架線電圧の低下
による影響を受けることが検証される。したがって、等
電圧線の電圧値を列車の性能に影響を与えない範囲の上
限値および下限値として設定することにより、架線電圧
の低下または上昇により影響をうける列車、時刻、位置
等が明確に確認できる。以上により、架線電圧の変動に
よって影響を受ける時刻または地点を把握し、その影響
を考慮した変電所容量を精度良く計算することができ
る。
算終了時刻を超えていなければ（Ｕ８でＮＯのとき）、
Ｕ２にもどって上記の処理を繰り返す。時刻が計算終了
時刻になれば（Ｕ８でＹＥＳのとき）、各時刻の計算結
果から、変電所最大使用電力を算出するとともに、架線
電圧が最低または最高となる時刻、位置およびその架線
電圧値を求める（Ｕ９）。算出された変電所電力量は、
実施例１で前述したように、図７の表または図８のグラ
フ等で表示される（Ｕ１０）。また、架線電圧の分布に
ついては、各時刻におけるある地点からの距離と架線電
圧の関係を示す２次元分布、ある地点での時刻の経過に
よる架線電圧の変動、ある列車の走行地点におけるパン
タ点電圧の変動等を表示する。さらに、図１１に示すよ
うに、列車ダイヤに架線電圧の等電圧線を重ね合わせて
表示する。図における楕円状の実線（下り列車上の等電
圧線は点線で示す）が架線電圧１３５０Ｖの等電圧線で
あり、楕円状の内部は架線電圧が１３５０Ｖ以下となっ
ているので、その部分を走行する列車は架線電圧の低下
による影響を受けることが検証される。したがって、等
電圧線の電圧値を列車の性能に影響を与えない範囲の上
限値および下限値として設定することにより、架線電圧
の低下または上昇により影響をうける列車、時刻、位置
等が明確に確認できる。以上により、架線電圧の変動に
よって影響を受ける時刻または地点を把握し、その影響
を考慮した変電所容量を精度良く計算することができ
る。
【００２６】
【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に示すような効果を奏する。
れているので、以下に示すような効果を奏する。
【００２７】計算対象時刻ごとの列車の位置とその速度
・運転状態とから使用電力量を算出し、その使用電力量
を隣接する変電所に配分するようにしたので、変電所容
量の計算が容易に行える。
・運転状態とから使用電力量を算出し、その使用電力量
を隣接する変電所に配分するようにしたので、変電所容
量の計算が容易に行える。
【００２８】また、列車と変電所を電気部品とみなした
等価回路をもとに回路計算を行って変電所容量を求める
とともに、架線電圧の分布を求め、その架線電圧の変動
を考慮した列車電力特性データを用いて列車の使用電力
量を求めるようにしたので、より精度の高い電力量計算
ができる。
等価回路をもとに回路計算を行って変電所容量を求める
とともに、架線電圧の分布を求め、その架線電圧の変動
を考慮した列車電力特性データを用いて列車の使用電力
量を求めるようにしたので、より精度の高い電力量計算
ができる。
【００２９】また、架線電圧の分布を列車ダイヤ上に等
電圧線として重ね合わせ表示するようにしたので、架線
電圧の変動による列車への影響の時刻および位置が検証
できる効果がある。
電圧線として重ね合わせ表示するようにしたので、架線
電圧の変動による列車への影響の時刻および位置が検証
できる効果がある。
【００３０】また、変電所の位置および数を任意に設定
または変更できるようにしたので、変電所の移設、新
設、および一部休止の際の変電所容量の検証が容易に行
える。
または変更できるようにしたので、変電所の移設、新
設、および一部休止の際の変電所容量の検証が容易に行
える。
【００３１】また、乗車率を考慮した列車電力特性デー
タを用いるようにしたので、より精度の高い計算が行え
る。
タを用いるようにしたので、より精度の高い計算が行え
る。
【００３２】また、入力した列車ダイヤをもとに運転曲
線を作成するようにしたので、あらかじめ運転曲線のパ
ターンを保持する必要がないうえに、実際の運転状態に
則した変電所容量の計算が行える。
線を作成するようにしたので、あらかじめ運転曲線のパ
ターンを保持する必要がないうえに、実際の運転状態に
則した変電所容量の計算が行える。
【図１】 この発明の実施例１による電気鉄道変電所容
量計算装置を示す構成図である。
量計算装置を示す構成図である。
【図２】 図１による電気鉄道変電所容量計算装置の処
理の流れを示すフローチャートである。
理の流れを示すフローチャートである。
【図３】 運転曲線データ例を示す図である。
【図４】 列車電力特性データ例を示す図である。
【図５】 計算対象路線例を示す図である。
【図６】 消費電力量の比例配分を示す図である。
【図７】 変電所容量の計算結果表を示す図である。
【図８】 変電所容量の計算結果グラフを示す図であ
る。
る。
【図９】 この発明の実施例２による電気鉄道変電所容
量計算装置を示す構成図である。
量計算装置を示す構成図である。
【図１０】 図９による電気鉄道変電所容量計算装置の
処理の流れを示すフローチャートである。
処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】 列車ダイヤと等電圧線とを重ね合わせ表示
した図である。
した図である。
【図１２】 従来の電気鉄道変電所容量計算装置の処理
の流れを示すフローチャートである。
の流れを示すフローチャートである。
【図１３】 計算対象時間と列車ダイヤとの関係を示す
図である。
図である。
１ 操作部、２ データ受取部、３ データ編集部、４
ダイヤデータ、５ 運転曲線データ、６ 列車電力特
性データ、７ 変電所位置データ、８ 計算制御部、９
列車検索部、１０ 列車位置・速度検索部、１１ 列
車使用電力計算部、１２ 変電所消費電力計算部、１３
計算結果表示部、１４ 運転曲線作成部、１５ 地上
条件データ、１６ 車両条件データ、１７ 等価回路作
成部、１８ 等価回路計算部。
ダイヤデータ、５ 運転曲線データ、６ 列車電力特
性データ、７ 変電所位置データ、８ 計算制御部、９
列車検索部、１０ 列車位置・速度検索部、１１ 列
車使用電力計算部、１２ 変電所消費電力計算部、１３
計算結果表示部、１４ 運転曲線作成部、１５ 地上
条件データ、１６ 車両条件データ、１７ 等価回路作
成部、１８ 等価回路計算部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B61L 27/00 G06F 17/50 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (6)
- 【請求項１】 列車速度・運転状態と使用電力量との関
係を示す列車電力特性データ、対象路線内に設置される
変電所位置を示す変電所位置データ、列車ダイヤ、運転
曲線等を入力する入力手段、入力した上記列車ダイヤお
よび上記運転曲線から計算対象列車の走行時刻毎の位
置、および速度・運転状態を検索する手段、検索された
該列車の速度・運転状態と上記列車電力特性データとか
ら該列車の使用電力量を算出する手段、上記検索された
列車位置と上記変電所位置データとから該列車に隣接す
る変電所を検出する手段、および上記算出された該列車
の使用電力量を上記検出された変電所に、該列車との距
離（近さ）に応じて配分する手段を備えたことを特徴と
する電気鉄道変電所容量計算装置。 - 【請求項２】 列車ダイヤおよび運転曲線から任意の時
刻に対象路線上に存在する列車を検索し、検索された全
列車と上記対象路線に設置される変電所とをそれぞれ電
気部品とみなした等価回路を作成する手段、該等価回路
をもとに回路計算を行うことにより架線電圧の分布を算
出する手段、算出された架線電圧を考慮した列車電力特
性データをもとに列車の使用電力量を算出する手段、お
よび対象時間範囲で上記対象路線内の各列車が上記架線
電圧の変動に影響される時刻あるいは地点を取得する手
段を備えて、上記対象時間範囲における上記変電所のそ
れぞれの消費電力量を算出することを特徴とする電気鉄
道変電所容量計算装置。 - 【請求項３】 算出された架線電圧の分布を列車ダイヤ
上に等電圧線として重ね合わせ表示することで、上記架
線電圧の変動に影響される時刻あるいは地点を取得する
ことを特徴とする請求項２に記載の電気鉄道変電所容量
計算装置。 - 【請求項４】 変電所位置データ内の変電所数および変
電所位置を変更する手段を備えたことを特徴とする請求
項１ないし３のいずれかに記載の電気鉄道変電所容量計
算装置。 - 【請求項５】 列車ダイヤとともに列車種別毎または時
間帯毎の乗車率を入力し、乗車率を考慮した列車電力特
性データをもとに使用電力量を算出するようにしたこと
を特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の電気
鉄道変電所容量計算装置。 - 【請求項６】 列車ダイヤを入力し、この列車ダイヤを
もとに運転曲線を作成する手段を備えたことを特徴とす
る請求項１ないし５のいずれかに記載の電気鉄道変電所
容量計算装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12010195A JP3281216B2 (ja) | 1995-05-18 | 1995-05-18 | 電気鉄道変電所容量計算装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12010195A JP3281216B2 (ja) | 1995-05-18 | 1995-05-18 | 電気鉄道変電所容量計算装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08314987A JPH08314987A (ja) | 1996-11-29 |
| JP3281216B2 true JP3281216B2 (ja) | 2002-05-13 |
Family
ID=14777950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12010195A Expired - Fee Related JP3281216B2 (ja) | 1995-05-18 | 1995-05-18 | 電気鉄道変電所容量計算装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3281216B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10322905A (ja) * | 1997-05-22 | 1998-12-04 | Mitsubishi Electric Corp | 電鉄変電所用契約電力超過防止装置 |
| KR100438927B1 (ko) * | 2001-06-15 | 2004-07-03 | 현대중공업 주식회사 | 직류전철용 변전소 용량설계 방법 |
| JP2011011711A (ja) * | 2009-07-06 | 2011-01-20 | Hitachi Ltd | 直流き電システムおよびその運用方法 |
| JP5384440B2 (ja) * | 2010-07-08 | 2014-01-08 | 株式会社日立製作所 | 列車ダイヤ作成支援装置 |
| JP5836078B2 (ja) * | 2011-11-18 | 2015-12-24 | 三菱重工業株式会社 | 運行管理装置、運行管理方法及びプログラム、並びに交通システム |
| US9180790B2 (en) | 2012-02-22 | 2015-11-10 | Mitsubishi Electric Corporation | DC feeder voltage control apparatus and DC feeder voltage control system |
| JP5855275B2 (ja) * | 2012-11-08 | 2016-02-09 | 三菱電機株式会社 | 運行ダイヤ評価装置及び運行ダイヤ処理システム |
| JP2014156227A (ja) * | 2013-02-18 | 2014-08-28 | Toshiba Corp | 列車ダイヤ作成装置及び列車ダイヤ作成方法 |
| JP6153814B2 (ja) * | 2013-08-14 | 2017-06-28 | 株式会社日立製作所 | 列車運行管理システム及び列車運行シミュレーション方法 |
| JP6275494B2 (ja) * | 2014-01-30 | 2018-02-07 | 株式会社日立製作所 | ダイヤ作成システム |
-
1995
- 1995-05-18 JP JP12010195A patent/JP3281216B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08314987A (ja) | 1996-11-29 |
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Legal Events
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