15. 列車運行エネルギー評価シミュレーターの高精度化

  • 地上設備・車両・運転操縦を連成したシミュレーターを開発しました。
  • 営業時の平均的な消費エネルギーとなる運転曲線と、消費エネルギーの少ない運転曲線を作成するアルゴリズムを開発しました。

消費エネルギー削減の観点から、各種省エネ地上設備・車両が検討されており、それらの効果予測に、より精度の高いエネルギーシミュレーターが求められています。

そこで、複数車両間・複数変電所間での電流・電圧の相互作用を詳細に計算し、電圧の変化による加速の変化を運転曲線に反映させる列車運行電力シミュレーターを開発しました。シミュレーターの精度検証のため、2変電所からなるき電区間内での2列車走行にき電範囲を限定した試験の実測値と計算値を比較した結果、き電電流と列車速度の値は概ね一致し(図1)、車両消費電力量は1.5%、変電所電力量は4.8%の精度で計算できることを確認しました。

また、消費エネルギーは運転方法によって大きく変動するため、実態に即した運転曲線を用いたシミュレーションが必要です。そこで、平均的な消費エネルギーを算出するエネルギー評価用運転曲線作成アルゴリズムおよび消費エネルギーの少ない運転方法を提案する省エネ運転曲線作成アルゴリズムを開発しました。エネルギー評価用運転曲線は代表的な営業走行に近く、消費エネルギーも営業走行実績の平均値と同程度になることを確認し、省エネ運転曲線はより少ない消費エネルギーとなることを確認しました(図2)。

図1 列車運行電力シミュレーターの検証
図2 運転曲線作成アルゴリズムの検証
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