JPH09311617A - 地下空間における空気調和・換気シミュレータ - Google Patents
地下空間における空気調和・換気シミュレータInfo
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 地下鉄道等の地下空間を構成する各ブランチ
内の気流速度、圧力、温度、湿度、ＣＯ2 濃度、粉じん
濃度を高い精度で予測する。 【解決手段】 トンネル、階段、通路、換気口等の各ブ
ランチの気流速度を求める第１の処理部１、各ブランチ
の壁温度、土中温度の短期変動量及び各ブランチ内の温
度、水蒸気密度、ＣＯ2 濃度を演算する第２の処理部
２、各ブランチの壁、土中の温度、気流温度の演算処理
を行う第３の処理部３並びに各ブランチの気流の温度、
水蒸気密度、ＣＯ2 濃度の時間変化データを演算する気
流速度、温湿度、ＣＯ2 濃度の詳細な演算処理を行う第
４の処理部４を備える。
内の気流速度、圧力、温度、湿度、ＣＯ2 濃度、粉じん
濃度を高い精度で予測する。 【解決手段】 トンネル、階段、通路、換気口等の各ブ
ランチの気流速度を求める第１の処理部１、各ブランチ
の壁温度、土中温度の短期変動量及び各ブランチ内の温
度、水蒸気密度、ＣＯ2 濃度を演算する第２の処理部
２、各ブランチの壁、土中の温度、気流温度の演算処理
を行う第３の処理部３並びに各ブランチの気流の温度、
水蒸気密度、ＣＯ2 濃度の時間変化データを演算する気
流速度、温湿度、ＣＯ2 濃度の詳細な演算処理を行う第
４の処理部４を備える。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、地下空間における
空気調和・換気シミュレータに係り、特に、地下鉄道、
地下街等の地下空間における風、温度、湿度、紛塵濃
度、二酸化炭素（以下、ＣＯ2 という）濃度等の環境を
シミュレーションし、冷凍機を含む空気調和機の設備容
量等の設定のための情報を作成する空気調和・換気シミ
ュレータに関する。
空気調和・換気シミュレータに係り、特に、地下鉄道、
地下街等の地下空間における風、温度、湿度、紛塵濃
度、二酸化炭素（以下、ＣＯ2 という）濃度等の環境を
シミュレーションし、冷凍機を含む空気調和機の設備容
量等の設定のための情報を作成する空気調和・換気シミ
ュレータに関する。
【０００２】
【従来の技術】地下空間における空気調和・換気シミュ
レータに関する従来技術として、例えば、U.S.Departme
nt of Transportation,FEBRURY発行のレポート“HANDBO
OK VALIDATION THROUGH FIELD TESTING AND SUBWAY ENV
IRONMENTAL DESIGN”に記載されたSUBWAY ENVIRONMENTA
L SIMULATION PROGRAMが知られている。
レータに関する従来技術として、例えば、U.S.Departme
nt of Transportation,FEBRURY発行のレポート“HANDBO
OK VALIDATION THROUGH FIELD TESTING AND SUBWAY ENV
IRONMENTAL DESIGN”に記載されたSUBWAY ENVIRONMENTA
L SIMULATION PROGRAMが知られている。
【０００３】この従来技術は、地下鉄道におけるトンネ
ルを含む空間に対する空気調和・換気シミュレータに関
するもので、トンネル内の空気流を非圧縮性の１次元の
流れとして捕らえ、トンネル内の空気がいたるところで
一様な速度で流れるものとして扱われている。また、こ
の従来技術において、トンネル内に列車が走行する場合
に列車が受ける空気抵抗は、流体としての空気の粘性と
は無関係に、列車と気流との相対速度の２乗に比例する
ものとして、空気抵抗係数と列車の断面積とから決定さ
れており、また、空気抵抗係数は、トンネル内気流速
度、列車速度、トンネル壁の摩擦抵抗係数、及び、トン
ネルと列車との間の幾何学的条件によって決定されてい
る。
ルを含む空間に対する空気調和・換気シミュレータに関
するもので、トンネル内の空気流を非圧縮性の１次元の
流れとして捕らえ、トンネル内の空気がいたるところで
一様な速度で流れるものとして扱われている。また、こ
の従来技術において、トンネル内に列車が走行する場合
に列車が受ける空気抵抗は、流体としての空気の粘性と
は無関係に、列車と気流との相対速度の２乗に比例する
ものとして、空気抵抗係数と列車の断面積とから決定さ
れており、また、空気抵抗係数は、トンネル内気流速
度、列車速度、トンネル壁の摩擦抵抗係数、及び、トン
ネルと列車との間の幾何学的条件によって決定されてい
る。
【０００４】しかし、トンネル断面積に対する列車断面
積の割合（以下、閉塞率という）が高く、この閉塞率が
０．５程度を越えるトンネル内では、気体の圧縮性の効
果が顕著になり、空気抵抗は、流体の粘性と無関係に列
車と気流との相対速度の２乗に比例するものではなくな
ってしまう。また、前述の閉塞率が低い値の場合にも、
トンネル内を走行する列車が、短い距離で、加速、高速
走行、減速を繰り返す走行パターンで運行される場合、
空気抵抗係数の時間依存性が顕著となり、空気抵抗係数
を一定値として取り扱うことができなくなってしまう。
積の割合（以下、閉塞率という）が高く、この閉塞率が
０．５程度を越えるトンネル内では、気体の圧縮性の効
果が顕著になり、空気抵抗は、流体の粘性と無関係に列
車と気流との相対速度の２乗に比例するものではなくな
ってしまう。また、前述の閉塞率が低い値の場合にも、
トンネル内を走行する列車が、短い距離で、加速、高速
走行、減速を繰り返す走行パターンで運行される場合、
空気抵抗係数の時間依存性が顕著となり、空気抵抗係数
を一定値として取り扱うことができなくなってしまう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、従来
技術による空気調和・換気シミュレータは、トンネルと
列車との間の幾何学的条件を必要とするため、これらの
条件によるデータを求めるための膨大な実験を必要と
し、また、空気抵抗が、流体としての空気の粘性とは無
関係であるという実際とは異なる条件の下にシミュレー
ションを行っているため、地下空間における気流の状態
を正確にシミュレートすることができないという問題点
を有している。従って、この従来技術により得られたデ
ータを用いても、空気調和機の設備容量等を正確に設定
することができなかった。
技術による空気調和・換気シミュレータは、トンネルと
列車との間の幾何学的条件を必要とするため、これらの
条件によるデータを求めるための膨大な実験を必要と
し、また、空気抵抗が、流体としての空気の粘性とは無
関係であるという実際とは異なる条件の下にシミュレー
ションを行っているため、地下空間における気流の状態
を正確にシミュレートすることができないという問題点
を有している。従って、この従来技術により得られたデ
ータを用いても、空気調和機の設備容量等を正確に設定
することができなかった。
【０００６】本発明の目的は、前記従来技術の問題点を
解決し、地下空間における気流の状態を正確にシミュレ
ートし、地下空間における温度、湿度、ＣＯ2 濃度、粉
じん濃度を正確に予測することができる地下空間におけ
る空気調和・換気シミュレータを提供することにある。
解決し、地下空間における気流の状態を正確にシミュレ
ートし、地下空間における温度、湿度、ＣＯ2 濃度、粉
じん濃度を正確に予測することができる地下空間におけ
る空気調和・換気シミュレータを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば前記目的
は、地下空間における環境状態の予測を行う空気調和・
換気シミュレータにおいて、地下空間を構成するトンネ
ル、階段、通路、換気孔等のブランチによる地下空間構
造モデルデータ、前記地下空間内で空気を移動させる運
動物体の運動データを入力データとして、前記各ブラン
チの気流速度を求める第１の処理部と、前記空間構造モ
デルデータ、前記第１の処理部からの解析結果データ、
運動物体の熱特性に関するデータ、外気温湿度、外気Ｃ
Ｏ2 濃度データ、前記空間へ出入りする客データを入力
として、各ブランチの壁温度、土中温度の初期値と短期
変動量及び各ブランチ内の温度、水蒸気密度、ＣＯ2 濃
度の初期値と境界値を演算する第２の処理部と、前記空
間構造モデルデータ、第１の処理部からの気流解析結果
データ、第２の処理部からの温熱解析結果データを入力
として、各ブランチの壁、土中の温度、各ブランチの気
流温度の演算処理を行う第３の処理部と、前記空間構造
モデルデータ、第１の処理部からの気流解析結果デー
タ、第２の処理部からの温熱解析結果データ、第３の処
理部からの壁温度、土中温度データを入力として、各ブ
ランチの気流の温度、水蒸気密度、ＣＯ2 濃度の時間変
化データを演算する気流速度、温湿度、ＣＯ2 濃度の詳
細な演算処理を行う第４の処理部とを備えることにより
達成される。
は、地下空間における環境状態の予測を行う空気調和・
換気シミュレータにおいて、地下空間を構成するトンネ
ル、階段、通路、換気孔等のブランチによる地下空間構
造モデルデータ、前記地下空間内で空気を移動させる運
動物体の運動データを入力データとして、前記各ブラン
チの気流速度を求める第１の処理部と、前記空間構造モ
デルデータ、前記第１の処理部からの解析結果データ、
運動物体の熱特性に関するデータ、外気温湿度、外気Ｃ
Ｏ2 濃度データ、前記空間へ出入りする客データを入力
として、各ブランチの壁温度、土中温度の初期値と短期
変動量及び各ブランチ内の温度、水蒸気密度、ＣＯ2 濃
度の初期値と境界値を演算する第２の処理部と、前記空
間構造モデルデータ、第１の処理部からの気流解析結果
データ、第２の処理部からの温熱解析結果データを入力
として、各ブランチの壁、土中の温度、各ブランチの気
流温度の演算処理を行う第３の処理部と、前記空間構造
モデルデータ、第１の処理部からの気流解析結果デー
タ、第２の処理部からの温熱解析結果データ、第３の処
理部からの壁温度、土中温度データを入力として、各ブ
ランチの気流の温度、水蒸気密度、ＣＯ2 濃度の時間変
化データを演算する気流速度、温湿度、ＣＯ2 濃度の詳
細な演算処理を行う第４の処理部とを備えることにより
達成される。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明による空気調和・換
気シミュレータの一実施形態を図面により詳細に説明す
る。
気シミュレータの一実施形態を図面により詳細に説明す
る。
【０００９】図１は本発明の一実施形態による空気調和
・換気シミュレータの機能構成を示すブロック図、図２
は第１の処理部である気流・圧力解析処理部の処理動作
を説明するフローチャート、図３は第２の処理部である
温熱解析処理部の処理動作を説明するフローチャート、
図４は第３の処理部である土中温度・壁温度演算処理部
の処理動作を説明するフローチャート、図５は第４の処
理部である気流速度・温湿度・ＣＯ2 濃度詳細演算処理
部の処理動作を説明するフローチャート（その１）、図
６は第４の処理部である気流速度・温湿度・ＣＯ2 濃度
詳細演算処理部の処理動作を説明するフローチャート
（その２）、図７は本発明の実施形態でシミュレーショ
ンの対象とする地下空間の構造例を示す図である。図
１、図７において、１は気流・圧力解析処理部、２は温
熱解析処理部、３は土中温度・壁温度演算処理部、４は
気流速度・温湿度・ＣＯ2 濃度詳細演算処理部、１１は
排気ファン、１２は給気ファン、１３はホーム、１４は
コンコース、１５は空気調和機、１６は冷凍機、１７は
制御装置、１８ａ、１８ｂは温度センサ、１９はトンネ
ル、２０は排気口、２１は給気口、２２は階段である。
・換気シミュレータの機能構成を示すブロック図、図２
は第１の処理部である気流・圧力解析処理部の処理動作
を説明するフローチャート、図３は第２の処理部である
温熱解析処理部の処理動作を説明するフローチャート、
図４は第３の処理部である土中温度・壁温度演算処理部
の処理動作を説明するフローチャート、図５は第４の処
理部である気流速度・温湿度・ＣＯ2 濃度詳細演算処理
部の処理動作を説明するフローチャート（その１）、図
６は第４の処理部である気流速度・温湿度・ＣＯ2 濃度
詳細演算処理部の処理動作を説明するフローチャート
（その２）、図７は本発明の実施形態でシミュレーショ
ンの対象とする地下空間の構造例を示す図である。図
１、図７において、１は気流・圧力解析処理部、２は温
熱解析処理部、３は土中温度・壁温度演算処理部、４は
気流速度・温湿度・ＣＯ2 濃度詳細演算処理部、１１は
排気ファン、１２は給気ファン、１３はホーム、１４は
コンコース、１５は空気調和機、１６は冷凍機、１７は
制御装置、１８ａ、１８ｂは温度センサ、１９はトンネ
ル、２０は排気口、２１は給気口、２２は階段である。
【００１０】以下に説明する本発明の一実施形態は、本
発明を地下鉄道システムに適用したものとして説明す
る。
発明を地下鉄道システムに適用したものとして説明す
る。
【００１１】本発明の一実施形態による空気調和・換気
シミュレータは、図１に示すように、気流・圧力解析処
理部（以下、第１の処理部という）１と、温熱解析処理
部（以下、第２の処理部という）２と、土中温度・壁温
度演算処理部（以下、第３の処理部という）３と、気流
速度・温湿度・ＣＯ2 濃度詳細演算処理部（以下、第４
の処理部という）４とを備えて構成される。
シミュレータは、図１に示すように、気流・圧力解析処
理部（以下、第１の処理部という）１と、温熱解析処理
部（以下、第２の処理部という）２と、土中温度・壁温
度演算処理部（以下、第３の処理部という）３と、気流
速度・温湿度・ＣＯ2 濃度詳細演算処理部（以下、第４
の処理部という）４とを備えて構成される。
【００１２】本発明において、前述の各処理部は、公知
のワークステーション等の電子計算機の中に構築され、
処理に必要なデータ等は、外部メモリ等に構築されるフ
ァイルから入力され、処理結果のデータは、必要に応じ
て他の他の処理部に渡され、また、ディスプレイに表示
され、必要によりプリントアウトされるものとする。従
って、ここではワークステーション等の電子計算機のハ
ードウェア構成についての説明を省略する。
のワークステーション等の電子計算機の中に構築され、
処理に必要なデータ等は、外部メモリ等に構築されるフ
ァイルから入力され、処理結果のデータは、必要に応じ
て他の他の処理部に渡され、また、ディスプレイに表示
され、必要によりプリントアウトされるものとする。従
って、ここではワークステーション等の電子計算機のハ
ードウェア構成についての説明を省略する。
【００１３】まず、図７を参照して、本発明の実施形態
でシミュレーションの対象とする地下空間の構造例であ
る地下鉄の駅構造の例について説明する。
でシミュレーションの対象とする地下空間の構造例であ
る地下鉄の駅構造の例について説明する。
【００１４】図７は地下鉄の駅構造を極めて簡単に示す
もので、駅構造は、隣接する駅に接続され列車が運行す
るトンネル１９と、駅ホーム１３と、地上に通じる階段
２２及びコンコース１４と、外部との間で空気の交換を
行うための排気ファン１１を有する排気口２０及び給気
ファン１２を有する給気口２１によりなり、駅構内の空
気調和のための冷凍機１６、温度センサ１８ａ、１８ｂ
からの情報を受ける制御装置１７により運転される空気
調和装置１５を備えている。
もので、駅構造は、隣接する駅に接続され列車が運行す
るトンネル１９と、駅ホーム１３と、地上に通じる階段
２２及びコンコース１４と、外部との間で空気の交換を
行うための排気ファン１１を有する排気口２０及び給気
ファン１２を有する給気口２１によりなり、駅構内の空
気調和のための冷凍機１６、温度センサ１８ａ、１８ｂ
からの情報を受ける制御装置１７により運転される空気
調和装置１５を備えている。
【００１５】本発明の実施形態は、前述した例のように
構成される、駅構造のトンネル１９、階段２２、コンコ
ース１４、排気口１１、給気口２１等の気流の速度、温
度、湿度、ＣＯ2 濃度を予測し、また、これらの構造物
の壁面温度、土中温度等を予測しようとするものであ
る。
構成される、駅構造のトンネル１９、階段２２、コンコ
ース１４、排気口１１、給気口２１等の気流の速度、温
度、湿度、ＣＯ2 濃度を予測し、また、これらの構造物
の壁面温度、土中温度等を予測しようとするものであ
る。
【００１６】次に、図１を参照して、各処理部の機能を
簡単に説明する。
簡単に説明する。
【００１７】気流、圧力の解析を行う第１の処理部１
は、後に詳述するが、駅構造モデルデータ、列車ダイヤ
データ、列車特性データ等を入力データとして、列車が
存在するブランチ内の列車側方領域毎の列車圧力差を演
算し、さらに、トンネルブランチ、ホームブランチ、一
般ブランチ、給気ファンブランチ、排気ファンブラン
チ、及び、空気調和機ブランチの気流速度を算出する。
これらの各ブランチの気流速度のデータは、時間変化デ
ータとして出力され、１０秒毎のデータが２４時間分出
力され、第２〜第４の処理部２〜４に与えられる。
は、後に詳述するが、駅構造モデルデータ、列車ダイヤ
データ、列車特性データ等を入力データとして、列車が
存在するブランチ内の列車側方領域毎の列車圧力差を演
算し、さらに、トンネルブランチ、ホームブランチ、一
般ブランチ、給気ファンブランチ、排気ファンブラン
チ、及び、空気調和機ブランチの気流速度を算出する。
これらの各ブランチの気流速度のデータは、時間変化デ
ータとして出力され、１０秒毎のデータが２４時間分出
力され、第２〜第４の処理部２〜４に与えられる。
【００１８】前述した列車圧力差による気流生成量の演
算は、従来技術の場合のように列車の空気抵抗係数を用
いることなく行われるものであり、例えば、「ながれ」
第１２巻第４号（平成５年１２月３０日、日本流体学会
発行）等に記載された緒理論を用いて行うことができ
る。
算は、従来技術の場合のように列車の空気抵抗係数を用
いることなく行われるものであり、例えば、「ながれ」
第１２巻第４号（平成５年１２月３０日、日本流体学会
発行）等に記載された緒理論を用いて行うことができ
る。
【００１９】温熱解析を行う第２の処理部は、駅構造モ
デルデータ、外気温データ、外気湿度データ、外気ＣＯ
2 濃度データ、駅乗降客データ、列車の熱特性に関する
データ、第１の処理部１による気流解析データ等を入力
として、各ブランチ、駅、トンネル関連の温度と水蒸気
密度とＣＯ2 濃度を演算し、第３の処理部３で用いるト
ンネルの壁と土中温度の初期値と短期変動量、第４の処
理部４で用いる列車、ブランチ及び駅、トンネルのそれ
ぞれの温度と水蒸気密度とＣＯ2 濃度との初期値及び境
界値を演算する。これらの各データは、所定の時間間隔
毎に３６５日分が出力される。
デルデータ、外気温データ、外気湿度データ、外気ＣＯ
2 濃度データ、駅乗降客データ、列車の熱特性に関する
データ、第１の処理部１による気流解析データ等を入力
として、各ブランチ、駅、トンネル関連の温度と水蒸気
密度とＣＯ2 濃度を演算し、第３の処理部３で用いるト
ンネルの壁と土中温度の初期値と短期変動量、第４の処
理部４で用いる列車、ブランチ及び駅、トンネルのそれ
ぞれの温度と水蒸気密度とＣＯ2 濃度との初期値及び境
界値を演算する。これらの各データは、所定の時間間隔
毎に３６５日分が出力される。
【００２０】土中温度、壁温度の演算処理を行う第３の
処理部３は、駅構造モデルデータ、第１の処理部１から
の気流解析結果データ、第２の処理部２からの温熱解析
結果データを入力として、第４の処理部４で用いる駅及
びトンネルの壁の温度と土中の温度、各ブランチの気流
温度の６時間毎の時間変化の２０年間にわたるデータを
演算する。
処理部３は、駅構造モデルデータ、第１の処理部１から
の気流解析結果データ、第２の処理部２からの温熱解析
結果データを入力として、第４の処理部４で用いる駅及
びトンネルの壁の温度と土中の温度、各ブランチの気流
温度の６時間毎の時間変化の２０年間にわたるデータを
演算する。
【００２１】気流速度・温湿度・ＣＯ2 濃度の詳細な演
算処理を行う第４の処理部４は、駅構造モデルデータ、
第１の処理部１からの気流解析結果データ、第２の処理
部２からの温熱解析結果データ、第３の処理部からの土
中温度、壁温度の演算結果データを入力として、各ブラ
ンチの気流、列車、ブランチ、駅、トンネルのそれぞれ
の温度と水蒸気密度とＣＯ2 濃度との時間変化データ、
統計解析（平均値、最大値、最小値）データを演算して
出力する。
算処理を行う第４の処理部４は、駅構造モデルデータ、
第１の処理部１からの気流解析結果データ、第２の処理
部２からの温熱解析結果データ、第３の処理部からの土
中温度、壁温度の演算結果データを入力として、各ブラ
ンチの気流、列車、ブランチ、駅、トンネルのそれぞれ
の温度と水蒸気密度とＣＯ2 濃度との時間変化データ、
統計解析（平均値、最大値、最小値）データを演算して
出力する。
【００２２】次に、前述で説明した本発明の一実施形態
を構成する各処理部の動作をフローを参照して説明す
る。
を構成する各処理部の動作をフローを参照して説明す
る。
【００２３】第１の処理部１は、詳細には、実行条件デ
ータ、ブランチ詳細構造データ、構造構築データ、ブラ
ンチ依存の管理データ、続行用の初期データ、及び、定
数データを入力データとする。
ータ、ブランチ詳細構造データ、構造構築データ、ブラ
ンチ依存の管理データ、続行用の初期データ、及び、定
数データを入力データとする。
【００２４】実行条件データは、シミュレーションの開
始時刻、終了時刻、演算に用いる内部ファイル（構造モ
デルデータ、ダイヤデータ）名称、続行用初期値データ
の使用の有無、処理結果のプリントアウトの有無を与え
るデータである。
始時刻、終了時刻、演算に用いる内部ファイル（構造モ
デルデータ、ダイヤデータ）名称、続行用初期値データ
の使用の有無、処理結果のプリントアウトの有無を与え
るデータである。
【００２５】ブランチ詳細構造データは各ブランチ（ト
ンネル、ホーム、階段、通路、出入口、緩和縦坑、ダク
ト、給気ファン、排気ファン、空気調和機）の物理特性
データ、壁面及びブランチ端の圧力損失係数、各種発熱
量、乗降客の滞在時間、及び、各種の係数を与えるデー
タである。
ンネル、ホーム、階段、通路、出入口、緩和縦坑、ダク
ト、給気ファン、排気ファン、空気調和機）の物理特性
データ、壁面及びブランチ端の圧力損失係数、各種発熱
量、乗降客の滞在時間、及び、各種の係数を与えるデー
タである。
【００２６】構造構築データは、各ブランチを接続する
内部ポイントに接続されるブランチの総数、各内部ポイ
ントに接続されるブランチの総称種別と総称種別内イン
デックス、及び、接続される相手側ポイントの総称種別
と総称種別内インデックスを与えるデータであり、図示
しない地下鉄系構造構築処理部から与えられる。
内部ポイントに接続されるブランチの総数、各内部ポイ
ントに接続されるブランチの総称種別と総称種別内イン
デックス、及び、接続される相手側ポイントの総称種別
と総称種別内インデックスを与えるデータであり、図示
しない地下鉄系構造構築処理部から与えられる。
【００２７】ブランチ依存の管理データは、列車が存在
するブランチ内の演算すべき列車数、列車前後端の位
置、列車の速度、列車の加速度、列車の長さを与えるデ
ータであり、図示しない列車運行管理処理部から与えら
れる。
するブランチ内の演算すべき列車数、列車前後端の位
置、列車の速度、列車の加速度、列車の長さを与えるデ
ータであり、図示しない列車運行管理処理部から与えら
れる。
【００２８】続行用の初期データは、第１の処理部にお
けるシミュレーション開始時の各ブランチの気流流量
値、前述した「ながれ」等に記載された理論による列車
近傍の気流速度である列車ゆらぎ比速度を与えるデータ
である。
けるシミュレーション開始時の各ブランチの気流流量
値、前述した「ながれ」等に記載された理論による列車
近傍の気流速度である列車ゆらぎ比速度を与えるデータ
である。
【００２９】第１の処理部１は、前述したデータを受
け、各ブランチの気流速度と、各ポイントの圧力とを演
算し、解析結果データ、プリントアウトデータ、及び、
他の処理部のための続行用初期値データを出力する。解
析結果データは、第２の処理部２から第４の処理部４で
用いる各ブランチの気流速度の時間変化データとして出
力され、１０秒毎のデータが２４時間分出力される。
け、各ブランチの気流速度と、各ポイントの圧力とを演
算し、解析結果データ、プリントアウトデータ、及び、
他の処理部のための続行用初期値データを出力する。解
析結果データは、第２の処理部２から第４の処理部４で
用いる各ブランチの気流速度の時間変化データとして出
力され、１０秒毎のデータが２４時間分出力される。
【００３０】本発明とは直接的には関係しないが、前述
した構造構築データを与える地下鉄系構造構築処理部
と、ブランチ依存の管理データを与える列車運行管理処
理部について、以下に、簡単に説明する。
した構造構築データを与える地下鉄系構造構築処理部
と、ブランチ依存の管理データを与える列車運行管理処
理部について、以下に、簡単に説明する。
【００３１】地下鉄系構造構築処理部は、地下鉄道の全
体を構成する駅総数、全ポイント総数、各種別毎のブラ
ンチ総数と全ブランチ総数、系内全体の各駅の構造をも
含む全体構造一覧データと全体構造ブランチ一覧デー
タ、及び、列車が運行する路線構成データを入力データ
とし、その出力データの一部として、前述したような本
発明に必要な構造構築データを出力するものである。
体を構成する駅総数、全ポイント総数、各種別毎のブラ
ンチ総数と全ブランチ総数、系内全体の各駅の構造をも
含む全体構造一覧データと全体構造ブランチ一覧デー
タ、及び、列車が運行する路線構成データを入力データ
とし、その出力データの一部として、前述したような本
発明に必要な構造構築データを出力するものである。
【００３２】また、列車運行管理処理部は、運用列車総
数、車両運用データとダイヤパターンデータとを含むダ
イヤデータ、列車の各駅間での走行特性、列車及び軌道
プレートの発熱量を与えるランカーブデータ、線路構築
データを入力データとし、その出力データの一部とし
て、前述したような本発明に必要なブランチ依存の管理
データを出力するものである。
数、車両運用データとダイヤパターンデータとを含むダ
イヤデータ、列車の各駅間での走行特性、列車及び軌道
プレートの発熱量を与えるランカーブデータ、線路構築
データを入力データとし、その出力データの一部とし
て、前述したような本発明に必要なブランチ依存の管理
データを出力するものである。
【００３３】次に、図２に示すフローを参照して、第１
の処理部の動作を説明する。
の処理部の動作を説明する。
【００３４】（１）まず、図示しない実行条件データフ
ァイルより、この処理部での処理開始時刻と終了時刻、
構造モデルデータ内部ファイルとダイヤデータ内部ファ
イルの名称、続行用初期値データ使用の有無、これを使
用する場合の続行初期値データファイル名称を読み込む
（ステップ２０１）。
ァイルより、この処理部での処理開始時刻と終了時刻、
構造モデルデータ内部ファイルとダイヤデータ内部ファ
イルの名称、続行用初期値データ使用の有無、これを使
用する場合の続行初期値データファイル名称を読み込む
（ステップ２０１）。
【００３５】（２）次に、構造モデルデータ内部ファイ
ルを読み込み、各データを内部変数にとして格納し、ダ
イヤデータ内部ファイルを読み込み、各データを内部変
数として格納する（ステップ２０２、２０３）。
ルを読み込み、各データを内部変数にとして格納し、ダ
イヤデータ内部ファイルを読み込み、各データを内部変
数として格納する（ステップ２０２、２０３）。
【００３６】（３）初期設定として、定数データファイ
ルを読み込み、各定数データを内部変数として格納し、
前述で説明した図示しない地下鉄系構造構築処理部から
与えられる構造構築データを格納する。また、地下鉄系
構造構築処理部から与えられる圧力計算のための連立一
次方程式解くために用いる気流流量係数マトリクスを設
定する（ステップ２０４〜２０６）。
ルを読み込み、各定数データを内部変数として格納し、
前述で説明した図示しない地下鉄系構造構築処理部から
与えられる構造構築データを格納する。また、地下鉄系
構造構築処理部から与えられる圧力計算のための連立一
次方程式解くために用いる気流流量係数マトリクスを設
定する（ステップ２０４〜２０６）。
【００３７】（４）各ブランチの気流速度に標準値を設
定し、続行用積分計算初期値データとして各ブランチの
気流速度値を設定すると共に、列車の初期状態を設定す
る（ステップ２０７）。
定し、続行用積分計算初期値データとして各ブランチの
気流速度値を設定すると共に、列車の初期状態を設定す
る（ステップ２０７）。
【００３８】（５）前述までの処理でデータファイルの
入力処理と初期設定の処理とを終了し、次に、各時刻毎
（１秒毎）の列車登録、列車情報設定、ブランチ情報の
設定を行う。これらのデータは、図示しない列車運行管
理処理部から得られるデータであり、各１秒毎に、列車
登録処理として、運用列車が系内に出現中であるか、出
現前あるいは消滅後であるかを登録し、列車情報とし
て、存在列車について、運行中の線路指標、基準位置か
らの距離、列車の速度と加速度、及び、列車と軌道プレ
ート（リニアモータのための２次導体）との発熱量を設
定し、さらに、ブランチ情報設定として、列車の存在す
るブランチ番号を設定する（ステップ２０９〜２１
２）。
入力処理と初期設定の処理とを終了し、次に、各時刻毎
（１秒毎）の列車登録、列車情報設定、ブランチ情報の
設定を行う。これらのデータは、図示しない列車運行管
理処理部から得られるデータであり、各１秒毎に、列車
登録処理として、運用列車が系内に出現中であるか、出
現前あるいは消滅後であるかを登録し、列車情報とし
て、存在列車について、運行中の線路指標、基準位置か
らの距離、列車の速度と加速度、及び、列車と軌道プレ
ート（リニアモータのための２次導体）との発熱量を設
定し、さらに、ブランチ情報設定として、列車の存在す
るブランチ番号を設定する（ステップ２０９〜２１
２）。
【００３９】（６）次に、時間依存データの設定とし
て、給気ファン、排気ファン、空気調和機等のＯＮ／Ｏ
ＦＦ時刻データを設定する（ステップ２１３）。
て、給気ファン、排気ファン、空気調和機等のＯＮ／Ｏ
ＦＦ時刻データを設定する（ステップ２１３）。
【００４０】（７）前述までに設定された各データを使
用し、ルンゲークッタ法による積分計算のコントロール
を行い、各段の微係数演算と気流積分演算を行うことに
より、列車が存在するブランチ内の列車側方領域毎の列
車ゆらぎ比速度係数を演算すると共に、列車が存在する
ブランチ内の列車側方領域毎の列車圧力差を演算し、さ
らに、トンネルブランチ、ホームブランチ、一般ブラン
チ、給気ファンブランチ、排気ファンブランチ、及び、
空気調和機ブランチの気流流量微係数を演算する（ステ
ップ２１４〜２１７）。
用し、ルンゲークッタ法による積分計算のコントロール
を行い、各段の微係数演算と気流積分演算を行うことに
より、列車が存在するブランチ内の列車側方領域毎の列
車ゆらぎ比速度係数を演算すると共に、列車が存在する
ブランチ内の列車側方領域毎の列車圧力差を演算し、さ
らに、トンネルブランチ、ホームブランチ、一般ブラン
チ、給気ファンブランチ、排気ファンブランチ、及び、
空気調和機ブランチの気流流量微係数を演算する（ステ
ップ２１４〜２１７）。
【００４１】（８）次に、気流流量係数を計算し、連立
一次方程式によるアクティブカラム法により各ポイント
の圧力を演算すると共に、この結果を基に各ブランチの
気流流量微係数を演算する（ステップ２１８、２１
９）。
一次方程式によるアクティブカラム法により各ポイント
の圧力を演算すると共に、この結果を基に各ブランチの
気流流量微係数を演算する（ステップ２１８、２１
９）。
【００４２】（９）単純統計解析処理を行い、平均値計
算により各ブランチの１時間毎のプラス側及びマイナス
側の平均値と出現時刻回数を計算し、最小値最大計算に
より各ブランチの１時間毎の最小値及び最大値とそれぞ
れの発生時刻、出現時刻回数を計算する（ステップ２２
０）。
算により各ブランチの１時間毎のプラス側及びマイナス
側の平均値と出現時刻回数を計算し、最小値最大計算に
より各ブランチの１時間毎の最小値及び最大値とそれぞ
れの発生時刻、出現時刻回数を計算する（ステップ２２
０）。
【００４３】（10）最後に、アウトプット用データファ
イルとして、続行用初期値データファイル、解析結果デ
ータファイルを出力する（ステップ２２１）。
イルとして、続行用初期値データファイル、解析結果デ
ータファイルを出力する（ステップ２２１）。
【００４４】前述したステップ２１４〜２１７における
気流速度と圧力の演算は、列車の運動によるトンネル内
空気の運動と換気装置による換気能力とからトンネル、
駅の各区間の接続点の圧力を求め、接続点間の圧力差と
接続点間の圧力損失とから接続点間すなわちブランチの
風速を求めるもので、以下に式（１）として示すバラン
ス式を解いて求めることができる。
気流速度と圧力の演算は、列車の運動によるトンネル内
空気の運動と換気装置による換気能力とからトンネル、
駅の各区間の接続点の圧力を求め、接続点間の圧力差と
接続点間の圧力損失とから接続点間すなわちブランチの
風速を求めるもので、以下に式（１）として示すバラン
ス式を解いて求めることができる。
【００４５】 気流流量変化量（ｄＱt／ｄｔ） ＝入口端圧力による気流引き込み量（（Ａt／ρ（Ｌt−ｌg））Ｐin） ＋出口端圧力による気流引き込み量（（Ａt／ρ（Ｌt−ｌg））Ｐex） ＋列車圧力差による気流生成量（（Ａt／ρ（Ｌt−ｌg））δＰ） ＋区間壁面流体抵抗による気流流量減少量（−λ／２ＡtＤt）｜Ｄt｜Ｑt ＋区間端分岐合流抵抗による気流流量減少量((-ζ/2At(Lt-lg))｜Dt｜Ｑt ……（１） 式（１）において、Ｑt：気流流量（ｍ3／ｓ）、ｔ：時
間（ｓ）、Ａt：流路段面積（ｍ3）、ρ：気流密度（Ｋ
ｇ／ｍ3）、Ｌt：区間長（ｍ）、ｌg：列車長（ｍ）、
Ｐin：入口端圧力（Ｐａ）、Ｐex：出口端圧力（ｐ
ａ）、δＰ：列車圧力差（Ｐａ）、λ：壁面抵抗係数
（−）、Ｄt：トンネル等価直径（ｍ）、ζ：入口端抵
抗係数（−）である。
間（ｓ）、Ａt：流路段面積（ｍ3）、ρ：気流密度（Ｋ
ｇ／ｍ3）、Ｌt：区間長（ｍ）、ｌg：列車長（ｍ）、
Ｐin：入口端圧力（Ｐａ）、Ｐex：出口端圧力（ｐ
ａ）、δＰ：列車圧力差（Ｐａ）、λ：壁面抵抗係数
（−）、Ｄt：トンネル等価直径（ｍ）、ζ：入口端抵
抗係数（−）である。
【００４６】第２の処理部２は、詳細には、実行条件デ
ータ、処理部１からの気流解析結果データ、ブランチ詳
細構造データ、構造構築データ、列車依存の管理デー
タ、ブランチ依存の管理データ、駅乗降客データ、駅間
乗客データ、続行用の初期データ、及び、定数データを
入力データとする。
ータ、処理部１からの気流解析結果データ、ブランチ詳
細構造データ、構造構築データ、列車依存の管理デー
タ、ブランチ依存の管理データ、駅乗降客データ、駅間
乗客データ、続行用の初期データ、及び、定数データを
入力データとする。
【００４７】実行条件データは、処理部１からの気流解
析結果データファイル名称、内部データ（駅乗降客デー
タ、駅間乗客データ）ファイル名称、続行用初期値デー
タの使用の有無、処理結果のプリントアウトの有無を与
えるデータである。
析結果データファイル名称、内部データ（駅乗降客デー
タ、駅間乗客データ）ファイル名称、続行用初期値デー
タの使用の有無、処理結果のプリントアウトの有無を与
えるデータである。
【００４８】続行用の初期値データは、第２の処理部２
の処理開始時の各ブランチに関連する温度と水蒸気密度
とＣＯ2 濃度値、列車に関連する温度と水蒸気密度、及
び、駅、トンネルに関連する温度値を与えるデータであ
る。
の処理開始時の各ブランチに関連する温度と水蒸気密度
とＣＯ2 濃度値、列車に関連する温度と水蒸気密度、及
び、駅、トンネルに関連する温度値を与えるデータであ
る。
【００４９】第２の処理部２は、前述したデータを受
け、各ブランチ関連、駅、トンネル関連の温度と水蒸気
密度とＣＯ2 濃度とを演算し、解析結果データ、プリン
トアウトデータ、及び、他の処理部のための続行用初期
値データを出力する。解析結果データは、第３の処理部
３で用いる駅及びトンネルの壁温度と土中温度との初期
値、短期変動量を与えるデータ、及び、第４の処理部４
で用いる列車、ブランチ、駅、及びトンネルのそれぞれ
の温度と水蒸気密度とＣＯ2 濃度との初期値と境界値と
を与えるデータであり、３６５日分が出力される。
け、各ブランチ関連、駅、トンネル関連の温度と水蒸気
密度とＣＯ2 濃度とを演算し、解析結果データ、プリン
トアウトデータ、及び、他の処理部のための続行用初期
値データを出力する。解析結果データは、第３の処理部
３で用いる駅及びトンネルの壁温度と土中温度との初期
値、短期変動量を与えるデータ、及び、第４の処理部４
で用いる列車、ブランチ、駅、及びトンネルのそれぞれ
の温度と水蒸気密度とＣＯ2 濃度との初期値と境界値と
を与えるデータであり、３６５日分が出力される。
【００５０】次に、図３に示すフローを参照して、第２
の処理部の動作を説明する。
の処理部の動作を説明する。
【００５１】（１）まず、図示しない実行条件データフ
ァイルより、第１の処理部１による気流解析結果データ
ファイル名称、駅乗降客データ内部ファイル名称、駅間
乗客データ内部ファイル名称、続行用初期値データ使用
の有無、結果プリントアウトの有無を読み込む（ステッ
プ３０１）。
ァイルより、第１の処理部１による気流解析結果データ
ファイル名称、駅乗降客データ内部ファイル名称、駅間
乗客データ内部ファイル名称、続行用初期値データ使用
の有無、結果プリントアウトの有無を読み込む（ステッ
プ３０１）。
【００５２】（２）第１の処理部１の気流解析結果デー
タ内部ファイルを読み込み、各データを内部変数として
格納し、構造モデルデータ内部ファイルを読み込み、各
データ内部変数として格納し、さらに、ダイヤデータ内
部ファイルを読み込み、各データを内部変数として格納
する（ステップ３０２〜３０４）。
タ内部ファイルを読み込み、各データを内部変数として
格納し、構造モデルデータ内部ファイルを読み込み、各
データ内部変数として格納し、さらに、ダイヤデータ内
部ファイルを読み込み、各データを内部変数として格納
する（ステップ３０２〜３０４）。
【００５３】（３）駅乗降客データ内部ファイル、駅間
乗客データ内部ファイルを読み込み、各データを内部変
数として格納し、定数データファイル読み込み、各デー
タを内部変数として設定格納する（ステップ３０５〜３
０７）。
乗客データ内部ファイルを読み込み、各データを内部変
数として格納し、定数データファイル読み込み、各デー
タを内部変数として設定格納する（ステップ３０５〜３
０７）。
【００５４】（４）前述で説明した図示しない地下鉄系
構造構築処理部から与えられる構造構築データを格納
し、積分計算初期値設定のために、各ブランチに関連す
る温度と水蒸気密度とＣＯ2濃度 、列車に関連する温度
と水蒸気密度、及び、駅、トンネルに関連する温度のそ
れぞれに標準値を設定し、さらに、続行用初期値データ
ファイルを読み込み各ブランチに関連する温度と水蒸気
密度とＣＯ2 濃度値、列車に関連する温度と水蒸気密度
値、及び、駅、トンネルに関連する温度値を設定する
（ステップ３０８〜３１０）。
構造構築処理部から与えられる構造構築データを格納
し、積分計算初期値設定のために、各ブランチに関連す
る温度と水蒸気密度とＣＯ2濃度 、列車に関連する温度
と水蒸気密度、及び、駅、トンネルに関連する温度のそ
れぞれに標準値を設定し、さらに、続行用初期値データ
ファイルを読み込み各ブランチに関連する温度と水蒸気
密度とＣＯ2 濃度値、列車に関連する温度と水蒸気密度
値、及び、駅、トンネルに関連する温度値を設定する
（ステップ３０８〜３１０）。
【００５５】（５）前述までの処理でデータファイルの
入力処理と初期設定の処理とを終了し、次に、各時刻毎
（１秒毎）の列車登録、列車実施形態設定、ブランチ情
報の設定を行う。これらのデータは、図示しない列車運
行管理処理部から得られるデータであり、各１０秒毎
に、列車登録処理として、運用列車が系内に出現中であ
るか、出現前あるいは消滅後であるかを登録し、列車情
報として、存在列車について、運行中の線路指標、基準
位置からの距離、列車の速度と加速度、及び、列車と軌
道プレート（リニアモータのための２次導体）との発熱
量を設定し、さらに、ブランチ情報設定として、列車の
存在するブランチ番号を設定する（ステップ３１２〜３
１４）。
入力処理と初期設定の処理とを終了し、次に、各時刻毎
（１秒毎）の列車登録、列車実施形態設定、ブランチ情
報の設定を行う。これらのデータは、図示しない列車運
行管理処理部から得られるデータであり、各１０秒毎
に、列車登録処理として、運用列車が系内に出現中であ
るか、出現前あるいは消滅後であるかを登録し、列車情
報として、存在列車について、運行中の線路指標、基準
位置からの距離、列車の速度と加速度、及び、列車と軌
道プレート（リニアモータのための２次導体）との発熱
量を設定し、さらに、ブランチ情報設定として、列車の
存在するブランチ番号を設定する（ステップ３１２〜３
１４）。
【００５６】（６）次に、時間依存データ設定として、
各ブランチの気流速度、外気の温度と水蒸気密度、駅に
存在する乗降客数と駅間を走行する列車に存在する乗客
数、各ブランチ壁面とチャンバー壁面、列車表面、及
び、軌道プレート表面の熱伝達率を設定する（ステップ
３１５〜３１８）。
各ブランチの気流速度、外気の温度と水蒸気密度、駅に
存在する乗降客数と駅間を走行する列車に存在する乗客
数、各ブランチ壁面とチャンバー壁面、列車表面、及
び、軌道プレート表面の熱伝達率を設定する（ステップ
３１５〜３１８）。
【００５７】（７）次に、給気ファン、排気ファン、空
気調和機等に対する１日の営業時間に依存したＯＮ／Ｏ
ＦＦデータと１年の季節に依存したＯＮ／ＯＦＦデータ
とを設定する（ステップ３１９）。
気調和機等に対する１日の営業時間に依存したＯＮ／Ｏ
ＦＦデータと１年の季節に依存したＯＮ／ＯＦＦデータ
とを設定する（ステップ３１９）。
【００５８】（８）前述までに設定された各データを使
用し、ルンゲークッタ法による積分計算のコントロール
を行い、各段の微係数演算と温熱積分演算を行うことに
より、系内に出現中の列車内気流温度と水蒸気密度、列
車温度の微係数を求め、系内に出現中の列車下部にあた
る発熱軌道プレートと列車の走行していない放熱軌道プ
レートとの温度微係数を求める。また、系内に出現中の
列車の側方領域の気流温度と水蒸気密度微係数、列車の
走行していないトンネル、ホームブランチ部の気流温度
と水蒸気密度とＣＯ2 濃度とのそれぞれの微係数を求め
る。
用し、ルンゲークッタ法による積分計算のコントロール
を行い、各段の微係数演算と温熱積分演算を行うことに
より、系内に出現中の列車内気流温度と水蒸気密度、列
車温度の微係数を求め、系内に出現中の列車下部にあた
る発熱軌道プレートと列車の走行していない放熱軌道プ
レートとの温度微係数を求める。また、系内に出現中の
列車の側方領域の気流温度と水蒸気密度微係数、列車の
走行していないトンネル、ホームブランチ部の気流温度
と水蒸気密度とＣＯ2 濃度とのそれぞれの微係数を求め
る。
【００５９】さらに、一般ブランチの気流温度、水蒸気
密度、ＣＯ2 濃度のそれぞれの微係数、給気ファン及び
排気ファンブランチの気流温度、水蒸気密度、ＣＯ2 濃
度のそれぞれの微係数、空気調和機ブランチの気流温
度、水蒸気密度、ＣＯ2 濃度のそれぞれの微係数、チャ
ンバー内の気流温度、水蒸気密度、ＣＯ2 濃度のそれぞ
れの微係数、駅、トンネルブランチの壁温度微係数及び
土中温度微係数をを求める（ステップ３２０〜３２
３）。
密度、ＣＯ2 濃度のそれぞれの微係数、給気ファン及び
排気ファンブランチの気流温度、水蒸気密度、ＣＯ2 濃
度のそれぞれの微係数、空気調和機ブランチの気流温
度、水蒸気密度、ＣＯ2 濃度のそれぞれの微係数、チャ
ンバー内の気流温度、水蒸気密度、ＣＯ2 濃度のそれぞ
れの微係数、駅、トンネルブランチの壁温度微係数及び
土中温度微係数をを求める（ステップ３２０〜３２
３）。
【００６０】（９）単純統計解析処理を行い、平均値計
算により各ブランチの気流温度と水蒸気密度及びＣＯ2
濃度の季節毎１日のプラス側及びマイナス側の平均値を
求め、また、各ブランチの気流温度と水蒸気密度および
ＣＯ2 濃度の季節毎１日の最小値及び最大値とそれぞれ
の発生時刻を求め、さらに、熱収支に関する計算を行う
（ステップ３２４、３２５）。
算により各ブランチの気流温度と水蒸気密度及びＣＯ2
濃度の季節毎１日のプラス側及びマイナス側の平均値を
求め、また、各ブランチの気流温度と水蒸気密度および
ＣＯ2 濃度の季節毎１日の最小値及び最大値とそれぞれ
の発生時刻を求め、さらに、熱収支に関する計算を行う
（ステップ３２４、３２５）。
【００６１】（10）最後に、アウトプット用データファ
イルとして、続行用初期値データファイル、解析結果デ
ータファイルを出力する（ステップ３２６）。
イルとして、続行用初期値データファイル、解析結果デ
ータファイルを出力する（ステップ３２６）。
【００６２】前述したステップ３２０〜３２３の処理に
よる熱状態解析モデルによる温度、湿度状態の演算は、
トンネル内風速と換気機による換気能力と、トンネル、
駅構内の車両の発熱量と、外気、土中への放熱量とに基
づいて、気流熱量と列車熱量とについて、それぞれ、式
（２）、式（３）の以下のバランス式を解いて、トンネ
ル、駅構内を分割した各区間ごとの発熱量から求めるこ
とができる。
よる熱状態解析モデルによる温度、湿度状態の演算は、
トンネル内風速と換気機による換気能力と、トンネル、
駅構内の車両の発熱量と、外気、土中への放熱量とに基
づいて、気流熱量と列車熱量とについて、それぞれ、式
（２）、式（３）の以下のバランス式を解いて、トンネ
ル、駅構内を分割した各区間ごとの発熱量から求めるこ
とができる。
【００６３】 気流熱量の時間変化率（ρｃΩ（ｄＴ／ｄｔ）） ＝隣接区間から流入する熱量（ρｃＡSＶ（Ｔ1−Ｔ）） ＋列車からの顕熱量（ａgＳg（Ｕ−Ｖ）（Ｔg−Ｔ） ＋列車からの放射熱量（εgＢＳg（Ｔg−Ｔ） ＋壁面からの顕熱量（ａWＳW（ＴW−Ｔ）） ＋壁面からの放射熱量（εWＢＳW（ＴW 4−Ｔ4）） ＋機器発熱量（ＱE） ＋乗降客からの発熱量（ｎCＱC） ＋列車からの換気熱量（ｎcＱc） ＋列車からの冷房放熱量（ρｃｑR（ＴR−Ｔ）） ……（２） 式（２）において、ρ：気流密度（ｋｇ／ｍ3）、ｃ：
気流比熱（Ｊ／ｋｇＫ）、Ω：気流体積（ｍ3）、Ｔ：
気流温度（Ｋ）、ｔ：時間（秒）、ＡS：気流流路断面
積（ｍ2）、Ｖ：気流速度（ｍ／ｓ）、ＴI：隣接区間気
流温度（Ｋ）、ａg：列車表面熱伝達率（Ｗ／ｍ2Ｋ）、
Ｓg：列車表面積（ｍ2）、Ｔg：列車温度（Ｋ）、Ｕ：
列車速度（ｍ／ｓ）、ａW：壁面熱伝達率（Ｗ／ｍ
2Ｋ）、ＴW：壁面温度（Ｋ）、εg：列車放射率
（−）、εW：壁面車放射率（−）、Ｂ：ボルツマン定
数、ＱE：機器発熱量（Ｗ）、ｎC：乗降客数（人）、Ｑ
C：乗降客発熱量（Ｗ）、ｑR：列車換気量（ｍ3）、
ＴR：列車内気流温度（Ｋ）である。
気流比熱（Ｊ／ｋｇＫ）、Ω：気流体積（ｍ3）、Ｔ：
気流温度（Ｋ）、ｔ：時間（秒）、ＡS：気流流路断面
積（ｍ2）、Ｖ：気流速度（ｍ／ｓ）、ＴI：隣接区間気
流温度（Ｋ）、ａg：列車表面熱伝達率（Ｗ／ｍ2Ｋ）、
Ｓg：列車表面積（ｍ2）、Ｔg：列車温度（Ｋ）、Ｕ：
列車速度（ｍ／ｓ）、ａW：壁面熱伝達率（Ｗ／ｍ
2Ｋ）、ＴW：壁面温度（Ｋ）、εg：列車放射率
（−）、εW：壁面車放射率（−）、Ｂ：ボルツマン定
数、ＱE：機器発熱量（Ｗ）、ｎC：乗降客数（人）、Ｑ
C：乗降客発熱量（Ｗ）、ｑR：列車換気量（ｍ3）、
ＴR：列車内気流温度（Ｋ）である。
【００６４】 列車熱量の時間変化（Ω（ｄＨ／ｄｔ）） ＝隣接区間より流入する水蒸気量（ＡＴ｜Ｕ−Ｖ｜（ＨT−Ｈ）） ＋列車からの換気放出水蒸気量（ｑR（ＨR−Ｈ）） ＋湧水からの水蒸気量（ＬｄWＷ2） ＋壁面での蒸発（凝縮）量（ＬHＳWＷ1） ＋乗降客供給水蒸気量（ｎCＷC） ＋列車冷房による放出水蒸気量（ＷR） ……（３） 式（３）において、Ｈ：水蒸気密度（ｋｇ／ｍ3）、
ＡT：気流断面積（ｍ2）、ＨT：隣接区間水蒸気密度
（ｋｇ／ｍ3）、ｑR：列車換気量（ｍ3）、ＨR：列車内
水蒸気密度（ｋｇ／ｍ3）、Ｌ：区間長（ｍ）、ｄW：湧
水側溝幅（ｍ）、Ｗ2：湧水水蒸気量（ｋｇ／ｍ3）、Ｌ
H：蒸発潜熱（Ｗ）、ＳW：壁表面積（ｍ2）、Ｗ1：壁面
蒸発（凝縮）量（ｋｇ／ｍ3）、ＷC：乗降客水蒸気放出
量（ｋｇ／ｍ3）、ＷR：列車冷房放出水蒸気量（ｋｇ／
ｍ3）である。
ＡT：気流断面積（ｍ2）、ＨT：隣接区間水蒸気密度
（ｋｇ／ｍ3）、ｑR：列車換気量（ｍ3）、ＨR：列車内
水蒸気密度（ｋｇ／ｍ3）、Ｌ：区間長（ｍ）、ｄW：湧
水側溝幅（ｍ）、Ｗ2：湧水水蒸気量（ｋｇ／ｍ3）、Ｌ
H：蒸発潜熱（Ｗ）、ＳW：壁表面積（ｍ2）、Ｗ1：壁面
蒸発（凝縮）量（ｋｇ／ｍ3）、ＷC：乗降客水蒸気放出
量（ｋｇ／ｍ3）、ＷR：列車冷房放出水蒸気量（ｋｇ／
ｍ3）である。
【００６５】第３の処理部３は、詳細には、実行条件デ
ータ、第２の処理部２からの温熱解析結果データ、第１
の処理部１からの気流解析結果データ、ブランチ詳細構
造データ、構造構築データ、続行用の初期値データ、及
び、定数データを入力データとする。
ータ、第２の処理部２からの温熱解析結果データ、第１
の処理部１からの気流解析結果データ、ブランチ詳細構
造データ、構造構築データ、続行用の初期値データ、及
び、定数データを入力データとする。
【００６６】実行条件データは、この処理部における処
理期間、第２の処理部からの温熱解析結果データファイ
ル名称、第１処理部１からの気流解析結果データファイ
ル名称、処理結果のプリントアウトの有無を与えるデー
タである。
理期間、第２の処理部からの温熱解析結果データファイ
ル名称、第１処理部１からの気流解析結果データファイ
ル名称、処理結果のプリントアウトの有無を与えるデー
タである。
【００６７】第３の処理部３は、前述したデータを受
け、駅、トンネルブランチ毎の壁及び土中の温度、各ブ
ランチ内の気流温度を求め、解析結果データ、プリント
アウトデータとして出力する。解析結果データは、第４
の処理部４で用いる駅、トンネルの壁及び土中の温度、
各ブランチ内の気流温度の６時間毎の時間変化の２０年
間にわたるデータである。
け、駅、トンネルブランチ毎の壁及び土中の温度、各ブ
ランチ内の気流温度を求め、解析結果データ、プリント
アウトデータとして出力する。解析結果データは、第４
の処理部４で用いる駅、トンネルの壁及び土中の温度、
各ブランチ内の気流温度の６時間毎の時間変化の２０年
間にわたるデータである。
【００６８】次に、図４に示すフローを参照して、第３
の処理部の動作を説明する。
の処理部の動作を説明する。
【００６９】（１）まず、図示しない実行条件データフ
ァイルより、処理期間、第２の処理部２による温熱解析
結果データファイル名称を読み込む（ステップ４０
１）。
ァイルより、処理期間、第２の処理部２による温熱解析
結果データファイル名称を読み込む（ステップ４０
１）。
【００７０】（２）第２の処理部２の温熱解析結果デー
タ内部ファイルを読み込み、第１の処理部１気流解析結
果データファイル名称と各データを内部変数として格納
し、第１の処理部の気流解析結果データ内部ファイルを
読み込み、構造モデルデータファイル名称と各データを
内部変数に格納する。さらに、構造モデルデータ内部フ
ァイルを読み込み、各データ内部変数に格納し、定数デ
ータファイルを読み込み、各データを内部変数に格納す
る（ステップ４０２〜４０４）。
タ内部ファイルを読み込み、第１の処理部１気流解析結
果データファイル名称と各データを内部変数として格納
し、第１の処理部の気流解析結果データ内部ファイルを
読み込み、構造モデルデータファイル名称と各データを
内部変数に格納する。さらに、構造モデルデータ内部フ
ァイルを読み込み、各データ内部変数に格納し、定数デ
ータファイルを読み込み、各データを内部変数に格納す
る（ステップ４０２〜４０４）。
【００７１】（３）前述で説明した図示しない地下鉄系
構造構築処理部から与えられる構造構築データを格納
し、積分計算初期値設定のために、第２の処理部による
温熱解析結果の最終時刻における各ブランチの壁温度、
土中温度として標準値を設定する（ステップ４０５〜４
０６）。
構造構築処理部から与えられる構造構築データを格納
し、積分計算初期値設定のために、第２の処理部による
温熱解析結果の最終時刻における各ブランチの壁温度、
土中温度として標準値を設定する（ステップ４０５〜４
０６）。
【００７２】（４）次に、駅を構成する各ブランチ及び
トンネルブランチの気流速度と前年度の壁温度微係数を
設定し、さらに、駅を構成する各ブランチ、チャンバ
ー、トンネルブランチの熱伝達率を設定する（ステップ
４０７〜４０９）。
トンネルブランチの気流速度と前年度の壁温度微係数を
設定し、さらに、駅を構成する各ブランチ、チャンバ
ー、トンネルブランチの熱伝達率を設定する（ステップ
４０７〜４０９）。
【００７３】（５）前述までに設定された各データを使
用し、ルンゲークッタ法による積分計算のコントロール
を行い、各段の微係数演算と温熱積分演算を行うことに
より、駅、トンネルブランチの壁温度微係数を計算し、
また、駅、トンネルブランチの土中温度微係数を計算す
る（ステップ４１０〜４１３）。
用し、ルンゲークッタ法による積分計算のコントロール
を行い、各段の微係数演算と温熱積分演算を行うことに
より、駅、トンネルブランチの壁温度微係数を計算し、
また、駅、トンネルブランチの土中温度微係数を計算す
る（ステップ４１０〜４１３）。
【００７４】（６）単純統計解析の処理により、駅及び
駅を構成する各ブランチの気流温度の平均値、最大値、
最小値を計算する（ステップ４１４）。
駅を構成する各ブランチの気流温度の平均値、最大値、
最小値を計算する（ステップ４１４）。
【００７５】（７）最後に、アウトプット用データファ
イルとして、続行用初期値データファイル、解析結果デ
ータファイルを出力する（ステップ４１５）。
イルとして、続行用初期値データファイル、解析結果デ
ータファイルを出力する（ステップ４１５）。
【００７６】第４の処理部４は、詳細には、実行条件デ
ータ、第１の処理部１からの気流解析結果データ、第２
の処理部２からの温熱解析結果データ、第３の処理部３
からの解析結果データ、構造構築データ、ブランチ詳細
構造データ、列車依存の管理データ、ブランチ依存の管
理データ、駅乗降客データ、駅間乗客データ、外気デー
タ、続行用の初期値データ、及び、定数データを入力デ
ータとする。
ータ、第１の処理部１からの気流解析結果データ、第２
の処理部２からの温熱解析結果データ、第３の処理部３
からの解析結果データ、構造構築データ、ブランチ詳細
構造データ、列車依存の管理データ、ブランチ依存の管
理データ、駅乗降客データ、駅間乗客データ、外気デー
タ、続行用の初期値データ、及び、定数データを入力デ
ータとする。
【００７７】実行条件データは、第１の処理部１からの
気流解析結果データファイル名称、第２の処理部２から
の温熱解析結果データファイル名称、第３の処理部３か
らの解析結果データファイル名称、内部ファイル（構造
モデル、外気データ、駅乗降客、駅間乗客データの各フ
ァイル）名称、続行用初期値データ使用の有無、結果プ
リントアウトの有無を与えるデータである。
気流解析結果データファイル名称、第２の処理部２から
の温熱解析結果データファイル名称、第３の処理部３か
らの解析結果データファイル名称、内部ファイル（構造
モデル、外気データ、駅乗降客、駅間乗客データの各フ
ァイル）名称、続行用初期値データ使用の有無、結果プ
リントアウトの有無を与えるデータである。
【００７８】続行用の初期値データは、第４の処理部に
よる処理開始時の各ブランチに関連する気流速度と温度
と水蒸気密度とＣＯ2 濃度値、列車に関する温度と水蒸
気密度値、及び、駅、トンネルに関連する温度値を与え
るデータである。なお、他のデータは、第１〜第３の処
理部に対する入力データとして説明したものと同一であ
る。
よる処理開始時の各ブランチに関連する気流速度と温度
と水蒸気密度とＣＯ2 濃度値、列車に関する温度と水蒸
気密度値、及び、駅、トンネルに関連する温度値を与え
るデータである。なお、他のデータは、第１〜第３の処
理部に対する入力データとして説明したものと同一であ
る。
【００７９】第４の処理部４は、前述のデータを読み込
み、各ブランチの気流と温熱データとを演算し、プリン
トアウトデータ及び続行用初期値データを出力する。プ
リントアウトデータは、第４の処理部４による演算結果
のグラフ、あるいは、帳票出力のためのブランチ気流、
列車とブランチ及び駅、トンネルの温度と水蒸気密度と
ＣＯ2 濃度の時間変化、統計解析（平均値、最大値、最
小値）を与える。
み、各ブランチの気流と温熱データとを演算し、プリン
トアウトデータ及び続行用初期値データを出力する。プ
リントアウトデータは、第４の処理部４による演算結果
のグラフ、あるいは、帳票出力のためのブランチ気流、
列車とブランチ及び駅、トンネルの温度と水蒸気密度と
ＣＯ2 濃度の時間変化、統計解析（平均値、最大値、最
小値）を与える。
【００８０】次に、図５、図６に示すフローを参照し
て、第４の処理部の動作を説明する。
て、第４の処理部の動作を説明する。
【００８１】（１）まず、図示しない実行条件データフ
ァイルより、第１の処理部１による気流解析結果データ
ファイル名称、第２の処理部２による温熱解析結果デー
タファイル名称、第３の処理部３による解析結果データ
ファイル名称、構造モデルデータ内部ファイル名称、外
気データ内部ファイル使用の有無と名称、駅乗降客デー
タ内部ファイル使用の有無と名称、駅間乗客データ内部
ファイル使用の有無と名称、続行用初期値データ使用の
有無、結果プリントアウトの有無を読み込む（ステップ
５０１）。
ァイルより、第１の処理部１による気流解析結果データ
ファイル名称、第２の処理部２による温熱解析結果デー
タファイル名称、第３の処理部３による解析結果データ
ファイル名称、構造モデルデータ内部ファイル名称、外
気データ内部ファイル使用の有無と名称、駅乗降客デー
タ内部ファイル使用の有無と名称、駅間乗客データ内部
ファイル使用の有無と名称、続行用初期値データ使用の
有無、結果プリントアウトの有無を読み込む（ステップ
５０１）。
【００８２】（２）第１の処理部１による気流解析結果
データ内部ファイル、第２の処理部２による温熱解析結
果データ内部ファイル、及び、第３の処理部３による解
析結果データ内部ファイルを読み込み、各データを内部
変数に格納する。また、構造モデルデータ内部ファイ
ル、ダイヤデータ内部ファイル、駅乗降客データ内部フ
ァイル、及び、駅間乗客データファイルを読み込み、各
データを内部変数に格納する。さらに、駅構内等に設置
される給気ファン、排気ファン、空気調和機等のスケジ
ュール運転用のデータファイルを読み込み、スケジュー
ル運転データを生成する（ステップ５０２〜５０９）。
データ内部ファイル、第２の処理部２による温熱解析結
果データ内部ファイル、及び、第３の処理部３による解
析結果データ内部ファイルを読み込み、各データを内部
変数に格納する。また、構造モデルデータ内部ファイ
ル、ダイヤデータ内部ファイル、駅乗降客データ内部フ
ァイル、及び、駅間乗客データファイルを読み込み、各
データを内部変数に格納する。さらに、駅構内等に設置
される給気ファン、排気ファン、空気調和機等のスケジ
ュール運転用のデータファイルを読み込み、スケジュー
ル運転データを生成する（ステップ５０２〜５０９）。
【００８３】（３）次に、定数データファイル読み込
み、各データを内部変数に格納する（ステップ５１
０）。
み、各データを内部変数に格納する（ステップ５１
０）。
【００８４】（４）前述で説明した図示しない地下鉄系
構造構築処理部から与えられる構造構築データを格納す
る。また、地下鉄系構造構築処理部から与えられる圧力
計算のための連立一次方程式解くために用いる気流流量
係数マトリクスを設定する（ステップ５１１、５１
２）。
構造構築処理部から与えられる構造構築データを格納す
る。また、地下鉄系構造構築処理部から与えられる圧力
計算のための連立一次方程式解くために用いる気流流量
係数マトリクスを設定する（ステップ５１１、５１
２）。
【００８５】（５）各ブランチに関連する気流速度と温
度と水蒸気密度とＣＯ2 濃度、列車に関連する温度と水
蒸気密度、及び、駅、トンネルに関連する温度のそれぞ
れに標準値を設定し、また、続行用初期値データファイ
ルを読み込み各ブランチに関連する気流速度と温度と水
蒸気密度とＣＯ2 濃度、列車に関連する温度と水蒸気密
度、及び、駅、トンネルに関連する温度値を設定する
（ステップ５１３、５１４）。
度と水蒸気密度とＣＯ2 濃度、列車に関連する温度と水
蒸気密度、及び、駅、トンネルに関連する温度のそれぞ
れに標準値を設定し、また、続行用初期値データファイ
ルを読み込み各ブランチに関連する気流速度と温度と水
蒸気密度とＣＯ2 濃度、列車に関連する温度と水蒸気密
度、及び、駅、トンネルに関連する温度値を設定する
（ステップ５１３、５１４）。
【００８６】（６）前述までの処理でデータファイルの
入力処理と初期設定の処理とを終了し、次に、各時刻毎
（１秒毎）の列車登録、列車実施形態設定、ブランチ情
報の設定を行う。これらのデータは、図示しない列車運
行管理処理部から得られるデータであり、各１秒毎に、
列車登録処理として、運用列車が系内に出現中である
か、出現前あるいは消滅後であるかを登録し、列車情報
として、存在列車について、運行中の線路指標、基準位
置からの距離、列車の速度と加速度、及び、列車と軌道
プレートとの発熱量を設定し、さらに、ブランチ情報設
定として、列車の存在するブランチ番号を設定する（ス
テップ５１６〜５１８）。
入力処理と初期設定の処理とを終了し、次に、各時刻毎
（１秒毎）の列車登録、列車実施形態設定、ブランチ情
報の設定を行う。これらのデータは、図示しない列車運
行管理処理部から得られるデータであり、各１秒毎に、
列車登録処理として、運用列車が系内に出現中である
か、出現前あるいは消滅後であるかを登録し、列車情報
として、存在列車について、運行中の線路指標、基準位
置からの距離、列車の速度と加速度、及び、列車と軌道
プレートとの発熱量を設定し、さらに、ブランチ情報設
定として、列車の存在するブランチ番号を設定する（ス
テップ５１６〜５１８）。
【００８７】（７）次に、境界データ設定として、系内
接続点の圧力と系内接続点を通過する列車関連データを
設定し、さらに、外気の温度と水蒸気密度、駅に存在す
る乗降客数と駅間を走行する列車に存在する乗客数、各
ブランチ壁面とチャンバー壁面、列車表面、及び、軌道
プレート表面の熱伝達率を設定する（ステップ５１９〜
５２２）。
接続点の圧力と系内接続点を通過する列車関連データを
設定し、さらに、外気の温度と水蒸気密度、駅に存在す
る乗降客数と駅間を走行する列車に存在する乗客数、各
ブランチ壁面とチャンバー壁面、列車表面、及び、軌道
プレート表面の熱伝達率を設定する（ステップ５１９〜
５２２）。
【００８８】（８）次に、給気ファン、排気ファン、空
気調和機等に対する１日の営業時間に依存したＯＮ／Ｏ
ＦＦデータ、１年の季節に依存したＯＮ／ＯＦＦデー
タ、及び、空気調和機に対する補正データとして、風量
割合の設定及び熱交換割合の設定を行う（ステップ５２
３〜５２６）。
気調和機等に対する１日の営業時間に依存したＯＮ／Ｏ
ＦＦデータ、１年の季節に依存したＯＮ／ＯＦＦデー
タ、及び、空気調和機に対する補正データとして、風量
割合の設定及び熱交換割合の設定を行う（ステップ５２
３〜５２６）。
【００８９】（９）前述までに設定された各データを使
用し、ルンゲークッタ法による積分計算のコントロール
を行い、各段の微係数演算と気流、温熱積分演算を行う
ことにより、列車が存在するブランチ内の列車側方領域
毎の列車ゆらぎ比速度微係数を演算すると共に、列車が
存在するブランチ内の列車側方領域毎の列車圧力差を演
算し、さらに、トンネル・ホームブランチ、一般ブラン
チ、給気ファンブランチ、排気ファンブランチ、及び、
空気調和機ブランチの気流流量微係数を演算する（ステ
ップ５２７〜５３０）。
用し、ルンゲークッタ法による積分計算のコントロール
を行い、各段の微係数演算と気流、温熱積分演算を行う
ことにより、列車が存在するブランチ内の列車側方領域
毎の列車ゆらぎ比速度微係数を演算すると共に、列車が
存在するブランチ内の列車側方領域毎の列車圧力差を演
算し、さらに、トンネル・ホームブランチ、一般ブラン
チ、給気ファンブランチ、排気ファンブランチ、及び、
空気調和機ブランチの気流流量微係数を演算する（ステ
ップ５２７〜５３０）。
【００９０】（10）次に、気流流量係数を計算し、連立
一次方程式によるアクティブカラム法により各ポイント
の圧力を演算する（ステップ５３１）。
一次方程式によるアクティブカラム法により各ポイント
の圧力を演算する（ステップ５３１）。
【００９１】（11）ステップ５３１による演算結果圧力
に基づいて、各ブランチの気流流量微係数、系内に出現
中の列車の列車内気流温度と水蒸気密度との微係数、列
車温度の微係数、系内に出現中の列車下部にあたる発熱
軌道プレートの温度微係数と、列車の走行していない放
熱軌道プレートの温度微係数、系内に出現中の列車の側
方領域の気流温度の微係数と水蒸気密度微係数、列車の
走行していないトンネル、ホームブランチ部の気流温
度、水蒸気密度及びＣＯ2 濃度のそれぞれの微係数、一
般ブランチの気流温度と水蒸気密度及びＣＯ2 濃度微係
数、給気ファン及び排気ファンブランチの気流温度、水
蒸気密度及びＣＯ2 濃度のそれぞれの微係数、空気調和
機ブランチの気流温度、水蒸気密度及びＣＯ2 濃度のそ
れぞれの微係数、チャンバー内の気流温度、水蒸気密度
及びＣＯ2 濃度のそれぞれの微係数、駅、トンネルブラ
ンチの壁温度微係数及び土中温度微係数を求める（ステ
ップ５３２）。
に基づいて、各ブランチの気流流量微係数、系内に出現
中の列車の列車内気流温度と水蒸気密度との微係数、列
車温度の微係数、系内に出現中の列車下部にあたる発熱
軌道プレートの温度微係数と、列車の走行していない放
熱軌道プレートの温度微係数、系内に出現中の列車の側
方領域の気流温度の微係数と水蒸気密度微係数、列車の
走行していないトンネル、ホームブランチ部の気流温
度、水蒸気密度及びＣＯ2 濃度のそれぞれの微係数、一
般ブランチの気流温度と水蒸気密度及びＣＯ2 濃度微係
数、給気ファン及び排気ファンブランチの気流温度、水
蒸気密度及びＣＯ2 濃度のそれぞれの微係数、空気調和
機ブランチの気流温度、水蒸気密度及びＣＯ2 濃度のそ
れぞれの微係数、チャンバー内の気流温度、水蒸気密度
及びＣＯ2 濃度のそれぞれの微係数、駅、トンネルブラ
ンチの壁温度微係数及び土中温度微係数を求める（ステ
ップ５３２）。
【００９２】（12）単純統計解析処理を行い、平均値計
算により各ブランチの気流温度と水蒸気密度及びＣＯ2
濃度の季節毎１日のプラス側及びマイナス側の平均値を
求め、また、各ブランチの気流温度と水蒸気密度および
ＣＯ2 濃度の季節毎の１日の最小値及び最大値とそれぞ
れの発生時刻を求め、さらに、熱収支に関する計算を行
う（ステップ５３３、５３４）。
算により各ブランチの気流温度と水蒸気密度及びＣＯ2
濃度の季節毎１日のプラス側及びマイナス側の平均値を
求め、また、各ブランチの気流温度と水蒸気密度および
ＣＯ2 濃度の季節毎の１日の最小値及び最大値とそれぞ
れの発生時刻を求め、さらに、熱収支に関する計算を行
う（ステップ５３３、５３４）。
【００９３】（13）最後に、アウトプット用データファ
イルとして、続行用初期値データファイル、解析結果デ
ータファイルを出力する（ステップ５３５）。
イルとして、続行用初期値データファイル、解析結果デ
ータファイルを出力する（ステップ５３５）。
【００９４】前述した本発明による空気調和・換気シミ
ュレータによれば、入力データとして、トンネル、駅構
内の各ブランチの構造、伝熱、発熱に関する条件、空気
調和設備、換気設備の設備データ及び時系列の運転条
件、列車の構造、伝熱、運動、時系列な発熱に関する条
件、トンネル、駅構内の各ブランチの複数の列車の時系
列な運転状況、外気の時系列な温度、湿度の条件、土中
の土質、地下水の流速等のデータを与えることにより、
１日の路線全体のトンネル、駅構内の各ブランチの気流
速度、圧力を予測することができる。
ュレータによれば、入力データとして、トンネル、駅構
内の各ブランチの構造、伝熱、発熱に関する条件、空気
調和設備、換気設備の設備データ及び時系列の運転条
件、列車の構造、伝熱、運動、時系列な発熱に関する条
件、トンネル、駅構内の各ブランチの複数の列車の時系
列な運転状況、外気の時系列な温度、湿度の条件、土中
の土質、地下水の流速等のデータを与えることにより、
１日の路線全体のトンネル、駅構内の各ブランチの気流
速度、圧力を予測することができる。
【００９５】また、１日の路線全体のトンネル、駅構内
の各ブランチの気流速度の解析結果を元に、１年間の路
線全体のトンネル、駅構内の各ブランチの温度、湿度を
予測でき、さらに、１日の路線全体のトンネル、駅構内
の各ブランチの気流速度の解析結果、１年間の路線全体
のトンネル、駅構内の各ブランチの温度、湿度の解析結
果に基づいて、２０年間にわたる駅構造物及び土中への
蓄熱を予測することができる。
の各ブランチの気流速度の解析結果を元に、１年間の路
線全体のトンネル、駅構内の各ブランチの温度、湿度を
予測でき、さらに、１日の路線全体のトンネル、駅構内
の各ブランチの気流速度の解析結果、１年間の路線全体
のトンネル、駅構内の各ブランチの温度、湿度の解析結
果に基づいて、２０年間にわたる駅構造物及び土中への
蓄熱を予測することができる。
【００９６】さらに、駅構内の各ブランチの構造、伝
熱、発熱に関する条件及び空気調和設備、換気設備の設
備データとを前記解析結果と等価になるように詳細に細
分し、設定した解析対象日の前記解析結果を入力条件と
して駅構内各ブランチの１日の間の気流速度、圧力、温
度、湿度、ＣＯ2濃度を予測することができる。また、
この気流速度に基づき、乗降する客が持ってくる紛じん
量、その大きさ等を仮定することにより、粉じん濃度を
も予測することができる。
熱、発熱に関する条件及び空気調和設備、換気設備の設
備データとを前記解析結果と等価になるように詳細に細
分し、設定した解析対象日の前記解析結果を入力条件と
して駅構内各ブランチの１日の間の気流速度、圧力、温
度、湿度、ＣＯ2濃度を予測することができる。また、
この気流速度に基づき、乗降する客が持ってくる紛じん
量、その大きさ等を仮定することにより、粉じん濃度を
も予測することができる。
【００９７】前述した本発明の実施形態は、本発明を地
下鉄道システムに適用したものとして説明したが、本発
明は、地下街等の地下空間、あるいは、極めて密閉度の
高い空間における環境シミュレーションに対しても適用
することができる。
下鉄道システムに適用したものとして説明したが、本発
明は、地下街等の地下空間、あるいは、極めて密閉度の
高い空間における環境シミュレーションに対しても適用
することができる。
【００９８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、地
下空間、特に、地下鉄道におけるトンネル、駅構造を構
成する各ブランチ内の気流速度、圧力、温度、湿度、Ｃ
Ｏ2 濃度、粉じん濃度を高い精度で予測することがで
き、これを利用することにより、列車風抑制のためのト
ンネル、駅構造上の設計指針を得ることができると共
に、熱負荷、ＣＯ2 濃度、粉じん濃度の予測結果に基づ
いて、空気調和設備、換気設備等の適切な設備容量の設
定を行うことができる。
下空間、特に、地下鉄道におけるトンネル、駅構造を構
成する各ブランチ内の気流速度、圧力、温度、湿度、Ｃ
Ｏ2 濃度、粉じん濃度を高い精度で予測することがで
き、これを利用することにより、列車風抑制のためのト
ンネル、駅構造上の設計指針を得ることができると共
に、熱負荷、ＣＯ2 濃度、粉じん濃度の予測結果に基づ
いて、空気調和設備、換気設備等の適切な設備容量の設
定を行うことができる。
【図１】本発明の一実施形態による空気調和・換気シミ
ュレータの機能構成を示すブロック図である。
ュレータの機能構成を示すブロック図である。
【図２】第１の処理部である気流・圧力解析処理部の処
理動作を説明するフローチャートである。
理動作を説明するフローチャートである。
【図３】第２の処理部である温熱解析処理部の処理動作
を説明するフローチャートである。
を説明するフローチャートである。
【図４】第３の処理部である土中温度・壁温度演算処理
部の処理動作を説明するフローチャートである。
部の処理動作を説明するフローチャートである。
【図５】第４の処理部である気流速度・温湿度・ＣＯ2
濃度詳細演算処理部の処理動作を説明するフローチャー
ト（その１）である。
濃度詳細演算処理部の処理動作を説明するフローチャー
ト（その１）である。
【図６】第４の処理部である気流速度・温湿度・ＣＯ2
濃度詳細演算処理部の処理動作を説明するフローチャー
ト（その２）である。
濃度詳細演算処理部の処理動作を説明するフローチャー
ト（その２）である。
【図７】本発明の実施形態でシミュレーションの対象と
する地下空間の構造例を示す図である。
する地下空間の構造例を示す図である。
１ 気流・圧力解析処理部 ２ 温熱解析処理部 ３ 土中温度・壁温度演算処理部 ４ 気流速度・温湿度・ＣＯ2 濃度詳細演算処理部 １１ 排気ファン １２ 給気ファン １３ ホーム １４ コンコース １５ 空気調和機 １６ 冷凍機 １７ 制御装置 １８ａ、１８ｂ 温度センサ １９ トンネル ２０ 排気口 ２１ 給気口 ２２ 階段
Claims (5)
- 【請求項１】 地下空間における環境状態の予測を行う
空気調和・換気シミュレータにおいて、地下空間を構成
するトンネル、階段、通路、換気孔等のブランチによる
地下空間構造モデルデータ、前記地下空間内で空気を移
動させる運動物体の運動データを入力データとして、前
記各ブランチの気流速度を求める第１の処理部と、前記
空間構造モデルデータ、前記第１の処理部からの解析結
果データ、運動物体の熱特性に関するデータ、外気温、
外気湿度、外気二酸化炭素濃度データ、前記空間へ出入
りする客データを入力として、各ブランチの壁温度、土
中温度の初期値と短期変動量及び各ブランチ内の温度、
水蒸気密度、二酸化炭素濃度の初期値と境界値を演算す
る第２の処理部と、前記空間構造モデルデータ、第１の
処理部からの気流解析結果データ、第２の処理部からの
温熱解析結果データを入力として、各ブランチの壁、土
中の温度、各ブランチの気流温度の演算処理を行う第３
の処理部と、前記空間構造モデルデータ、第１の処理部
からの気流解析結果データ、第２の処理部からの温熱解
析結果データ、第３の処理部からの壁温度、土中温度デ
ータを入力として、各ブランチの気流の温度、水蒸気密
度、二酸化炭素濃度の時間変化データを演算する気流速
度、温湿度、二酸化炭素濃度の詳細な演算処理を行う第
４の処理部とを備えることを特徴とする地下空間におけ
る空気調和・換気シミュレータ。 - 【請求項２】 前記第１の処理部は、前記各ブランチの
気流速度を１日分の時間変化情報として出力することを
特徴とする請求項１記載の地下空間における空気調和・
換気シミュレータ。 - 【請求項３】 前記第２の処理部は、１年間の季節の経
過に応じた各ブランチ内の気流温度、気流湿度、ブラン
チ壁温度、土中温度を時間変化情報として出力すること
を特徴とする請求項１または２記載の地下空間における
空気調和・換気シミュレータ。 - 【請求項４】 前記第３の処理部は、２０年間にわたる
ブランチ壁温度、土中温度を時間変化情報として出力す
ることを特徴とする請求項１、２または３記載の地下空
間における空気調和・換気シミュレータ。 - 【請求項５】 前記地下空間が地下鉄道を構成する地下
空間であり、前記地下空間構造モデルデータが駅構造モ
デルデータであり、前記運動物体がトンネル内を走行す
る車両であることを特徴とする請求項１ないし４のうち
１記載の地下空間における空気調和・換気シミュレー
タ。
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| JP2765630B2 JP2765630B2 (ja) | 1998-06-18 |
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| US5822227A (en) | 1998-10-13 |
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