省エネ運転に関する研究
１．概要
近年、環境問題への意識が高まり、カーボンニュートラルを目指して、更なる省エネ化が重要視されています。列車の走行エネルギーは運転方法によって大きく変動するため、効率的な運転操作をすることで列車運行に関わる消費エネルギーを削減することができます。
本研究室では、省エネとなる運転操縦に関する研究開発を行っています。
そこで、列車の回生電力融通を考慮した省エネブレーキの効果的な適用方法を開発しました。
２．省エネブレーキ扱いによる省エネ運転方法
① 概要
省エネ運転を実現するためには、力行電力量を削減すると同時に回生電力が他列車で有効活用される機会を増やすことが重要です。回生電力が十分に融通される条件では、最大加速して、惰行をなるべく長く取り、強いブレーキで止まることが省エネとなります（図1実線「一括ブレーキ」）。
一方で、高速域での強いブレーキは、機械ブレーキの割合が高くなるとともに、回生絞り込みが起こりやすくなります。
これらのことから、列車の走行条件によっては、高速域は弱め、低速域は強めの段階的なブレーキ扱いが省エネとなると考えられます（図1破線「2段ブレーキ」）。
そこで、シミュレーションによる回生電力融通状況の評価結果に基づいて、一括ブレーキと2段ブレーキを使い分ける省エネ運転方法を提案しました。
② 試算結果
ある路線の終日の列車ダイヤに対して、補機電力が異なる外気温15℃相当と30℃相当の設定で、列車間回生融通を考慮した消費電力の計算が可能な列車運行電力シミュレータを用いた試算を実施しました。
運転士の実際のブレーキ操作を再現した場合を基準として、各列車の各駅間で省エネとなるブレーキ扱い（一括ブレーキまたは2段ブレーキのいずれか）を適用した場合の変電所供給電力量合計を比較し、約6～7%の省エネ効果を確認しました（図２）。
