24. 力行電力量削減と回生電力有効活用による省エネダイヤ自動作成手法

　利便性向上と消費エネルギー低減は、トレードオフの関係にあります。
　そこで、既存の列車ダイヤに対して、利便性を確保したうえで、省エネを実現できる列車ダイヤの作成手法を開発しました。
　各列車の始発駅から終着駅までの所要時間は変えずに、各駅間の走行時分を増減させ、力行電力量の合計を最小化する最適化問題を解き、「走行時分調整ダイヤ」を作成します（図１左）。
　つぎに、列車単位で着発時刻を前後にスライドし、２列車間の力行とブレーキのタイミングが合う時間の合計を最大化する最適化問題を解き、回生電力を有効活用できる「省エネダイヤ」を作成します（図１右）。
　他路線への乗り換え等を想定して、特定の列車、駅で着発時刻を固定することも可能です。
　また、従来は考慮できなかった速度制限等の各種条件への対応や信号設備等の条件による運転時隔を守るように制約条件を課すことで、現実的な省エネダイヤの作成を可能としました。

　開発手法の効果を確認するため、緩急接続があり列車数が400本を超える都市圏の終日の列車ダイヤを入力として、省エネダイヤの作成を試行しました。
　作成したダイヤをシミュレータで再現し消費エネルギーを計算した結果、車両の力行電力量を減らし、回生電力量を増加させられることを確認しました（図２）。
　また、変電所からの供給電力量は、既存の列車ダイヤを基準として、4.4 〜 7.5％（CO2 排出量で4.2 〜 5.1t/ 日相当の電力量）が削減されることを確認しました（図３）。