JPH0834267A - 電鉄負荷予測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電鉄負荷電力を高精度で予測し、この予測値に
基づいて列車運転ノッチ制限及び制限解除を的確に行う
ことが可能で、使用電力を契約電力以下に維持すること
が可能となる。 【構成】力行走行距離の総和（力行キロ）を予測する手
段１と、走行距離の総和を演算する力行キロ実績値演算
手段３と、ある一定時間の力行キロ−電力特性のデータ
ベース化を行う力行キロ−電力特性統計処理手段４と、
この４により得られた力行キロ−電力特性のデータベー
スを利用し、前記力行キロ予測値演算手段で予測された
予測力行キロから、今後Ｔ分間の使用電力を予測する使
用電力予測値演算手段５と、この５によって演算された
使用電力予測値と電力会社との契約電力とを比較し、列
車ノッチ制限指令及びノッチ制限解除指令の出力を行う
ノッチ制限指令判断手段６を具備したもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉄道の変電所の電力負
荷管理装置として用いられ、Ｔ分後の変電所の使用電力
を予測する電鉄負荷予測装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来鉄道では、列車運転用電力の効率的
な使用及び電力料金の削減を目的として、オペレータが
き電区間に在線する列車本数から判断して、変電所の負
荷が契約電力を越えると予測される場合には、列車運転
ノッチ制限を行うように指示を出し、列車運転の電力低
減を図っている。

【０００３】しかし、このようにオペレータがき電区間
に在線する列車本数のみから変電所の負荷電力を予測す
ることは、予測精度の面で問題があり、オペレータの負
担も大きく、予測がはずれ、変電所負荷電力が電力会社
との契約電力を越えた場合には、契約電力超過金をペナ
ルティとして取られることになる。

【０００４】そこで、このようなオペレータが行ってい
る電鉄負荷予測を自動的に行う電鉄負荷予測装置が提案
されている。これは、列車走行の使用電力と強い相関を
有する車両キロ（ある時間内にき電区間を走行した各車
両の走行距離の総和）に基づいた使用電力予測方式を用
いている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、使用電力予
測方式では使用電力予測のパラメータとして、「車両キ
ロ」を用いている点で次の事柄が問題となる。すなわ
ち、車両キロの値は列車が牽引力を出力して走行してい
る距離と、牽引力を出力していないで走行している距離
の両方を含んでいることである。前者では列車が走行す
るための使用電力は大きいが、後者では小さい。従っ
て、同じ車両キロでも走行抵抗の大きい線路条件下、例
えば上り坂で走行する場合と、走行抵抗の小さい線路条
件下、例えば下り坂で走行する場合とでは、列車の出力
する牽引力は異なり、使用電力は異なってくる。よっ
て、この予測方法は予測精度の面で問題がある。

【０００６】そこで、本発明の目的は、より精度よく使
用電力予測を行い、この予測結果に基づいて列車運転ノ
ッチ制限および制限解除を的確に行ない、使用電力を契
約電力以下に維持することが可能な電鉄負荷予測装置を
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１に対応する発明は、各列車について現在の
列車位置と予め用意しておいた各列車種別毎のダイヤに
見合う計画速度パターンを基に、今後Ｔ分間の対象き電
区間の予測速度パターンを求め、この速度変化と走行抵
抗とから力行走行する距離を求め、これを全車両につい
て合計した力行走行距離の総和、すなわち力行キロを予
測する通常時力行キロ予測値演算手段と、各列車につい
てＴ分前の列車位置と現在の列車位置とこの区間の各地
点の実績の列車速度とから、Ｔ分前から現在までの実績
速度パターンを求め、この速度変化と走行抵抗とから力
行走行した距離を求め、これを全車両について合計した
力行走行距離の総和、すなわち力行キロを演算する力行
キロ実績値演算手段と、この力行キロ実績値演算手段で
演算された力行キロ実績値と使用電力実績値に基づき、
ある一定時間の力行キロ−電力特性のデータベース化を
行う力行キロ−電力特性統計処理手段と、この力行キロ
−電力特性統計処理手段により得られた力行キロ−電力
特性のデータベースを利用し、前記通常時力行キロ予測
値演算手段で予測された予測力行キロから、今後Ｔ分間
の使用電力を予測する使用電力予測値演算手段とを具備
した電鉄負荷予測装置である。

【０００８】前記目的を達成するため、請求項２に対応
する発明は、請求項１に、使用電力予測値演算手段によ
って演算された使用電力予測値と電力会社との契約電力
とを比較し、列車ノッチ制限指令及びノッチ制限解除指
令の出力を行うノッチ制限指令判断手段を追加した電鉄
負荷予測装置である。

【０００９】前記目的を達成するため、請求項３に対応
する発明は、請求項１に、対象き電区間でノッチ制限を
受けて列車が低速走行しているような異常時を対象とし
て、ノッチ制限を解除した場合の今後Ｔ分間について、
現在の列車位置と走行速度を初期値として走行シミュレ
ーションを行うことにより、ノッチ制限解除時の各列車
の今後Ｔ分間の対象き電区間の予測速度パターンを求
め、この予測した速度パターンから力行キロを予測する
異常時力行キロ予測値演算手段を追加した電鉄負荷予測
装置である。

【００１０】前記目的を達成するため、請求項４に対応
する発明は、請求項３に、使用電力予測値演算手段によ
って演算された使用電力予測値と電力会社との契約電力
とを比較し、列車ノッチ制限指令及びノッチ制限解除指
令の出力を行うノッチ制限指令判断手段を追加した電鉄
負荷予測装置である。

【００１１】前記目的を達成するため、請求項５に対応
する発明は、請求項１〜４のいずれか一つに記載の使用
電力予測値演算手段に、補助電動機使用電力予測値を加
えるようにした電鉄負荷予測装置である。

【００１２】

【作用】請求項１に対応する発明によれば、従来におい
て提案されていた電鉄負荷予測装置の予測方式と違っ
て、使用電力予測のパラメータとして、車両キロの代わ
りに力行キロを用い、この力行キロと実際の使用電力と
の特性をデータベース化し、このデータベースを参照す
ることによって力行キロ予測値から今後Ｔ分間の使用電
力の予測を行う方式としているので、鉄道の変電所にか
かる列車運転用の負荷電力をより高精度に予測すること
が可能になり、従ってオペレータはこの負荷電力予測値
結果に基づいて列車運転ノッチ制限及び制限解除を的確
に行うことが可能となり、使用電力を契約電力以下に維
持することが可能になる。

【００１３】請求項２に応対する発明によれば、請求項
１に対応する発明に、使用電力予測値と電力会社との契
約電力とを比較し、列車運転ノッチ制限及び制限解除指
令を出力する機能を追加したので、請求項１に対応する
発明と比較して、オペレータの負担が軽くなり、列車運
転ノッチ制御がより正確で的確に行われるようになる。

【００１４】請求項３に対応する発明によれば、請求項
１に対応する発明に、対象き電区間でノッチ制限を受け
て列車が低速走行しているような異常時を対象としてノ
ッチ制限解除した場合の力行キロを予測する異常時力行
キロ予測機能を追加したので、異常時の電力予測がより
高精度になり、ノッチ制限解除のタイミングがより的確
なものとなる。

【００１５】請求項４に応対する発明によれば、請求項
３に対応する発明に、使用電力予測値と電力会社との契
約電力とを比較し、列車運転ノッチ制限及び制限解除指
令を出力する機能を追加したので、請求項３に対応する
発明と比較して、オペレータの負担が軽くなり、列車運
転ノッチ制御がより正確で的確に行われるようになる。
請求項５に対応する発明によれば、請求項１〜４に対
応する発明に比べて、使用電力の予測精度がさらに向上
する。

【００１６】以上述べた請求項１〜５に対応する発明の
電鉄負荷予測装置を使用すれば、使用電力が電力会社と
の契約電力を超過した際にペナルティとして取られる契
約電力超過料金を大幅に低減する効果を有する。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明による第１実施例を示す機能
構成ブロック図であり、この実施例は、通常時力行キロ
予測値演算手段１と、異常時力行キロ予測値演算手段２
と、力行キロ実績値演算手段３と、力行キロ−電力特性
統計処理手段４と、使用電力予測値演算手段５と、ノッ
チ制限指令判断手段６からなっている。

【００１８】通常時力行キロ予測値演算手段１は、各列
車について、現在の列車位置と予め用意しておいた各列
車種別毎のダイヤに見合う速度パターン（以下これを計
画速度パターン）とを基に、今後Ｔ分間の対象き電区間
の予測速度パターンを求め、この速度変化と走行抵抗と
から、力行走行する距離を求め、これを全車両について
合計した力行走行距離の総和（以下これを力行キロと呼
ぶ）を予測する。

【００１９】異常時力行キロ予測値演算手段２は、対象
き電区間でノッチ制限を受けて列車が低速走行している
ような異常時を対象として、ノッチ制限を解除した場合
の今後Ｔ分間について、現在の列車位置と走行速度を初
期値として走行シミュレーションを行うことにより、ノ
ッチ制限解除時の各列車の今後Ｔ分間の対象き電区間の
予測速度パターンを求め、この予測した速度パターンか
ら前記通常時力行キロ予測値演算手段１と同様にして力
行キロを予測する。

【００２０】力行キロ実績値演算手段３は、各列車につ
いてＴ分前の列車位置と現在の列車位置とこの区間の各
地点の実績の列車速度とから、Ｔ分前から現在までの速
度パターン（以下これを実績速度パターンと呼ぶ）を求
め、この速度変化と走行抵抗とから、力行走行した距離
を求め、これを全車両について合計した力行走行距離の
総和を演算する。

【００２１】力行キロ−電力特性統計処理手段４は、使
用電力実績値と前記力行キロ実績値演算手段で演算され
た力行キロ実績値に基づき、ある一定時間の力行キロ−
電力特性のデータベース化を行う。

【００２２】使用電力予測値演算手段５は、力行キロ−
電力特性統計処理手段４により得られた力行キロ−電力
特性のデータベースを利用し、力行キロ予測値演算手段
１，２で予測された予測力行キロから、今後Ｔ分間の使
用電力を予測する。

【００２３】ノッチ制限指令判断手段６は、使用電力予
測値演算手段５によって演算された使用電力予測値と電
力会社との契約電力とを比較し、列車ノッチ制限指令及
びノッチ制限解除指令の出力を行う。

【００２４】以上のような構成の電鉄負荷予測装置の第
１実施例の動作について順を追って以下に説明する。図
２はこの動作を説明するためのフローチャートである。

【００２５】本実施例の全体の動作の流れを簡単に表す
と、以下のＳ１〜Ｓ６の通りであり、これら一連の動作
は、ある一定時間Δｔ毎に起動され、今後Ｔ分間の使用
電力予測を行う。

【００２６】Ｓ１：対象き電区間について、過去Ｔ分間
の力行キロ実績値を算出し、これと過去Ｔ分間の実績使
用電力量を読み込み、力行キロ−電力特性データベース
の更新を行う。

【００２７】Ｓ２：現在ノッチ制限中であるか否かを判
定する。ノッチ制限が出ていなければ、通常時の使用電
力予測としてＳ４の処理を行い、ノッチ制限中であれ
ば、事故などでノッチ制限を受け走行している状態とし
て異常時の使用電力予測としてＳ５の処理を行う。

【００２８】Ｓ３：対象き電区間が事故渋滞中であるか
どうかを判定する。事故渋滞中であるかどうかの判定
は、駅中間で在線する列車の走行速度が０に近い場合を
事故渋滞中とする。もし、Ｓ３において事故渋滞中であ
れば、ノッチ制限指令を出力し、以下Ｓ４，Ｓ６の処理
は行わない。

【００２９】Ｓ４：通常時の使用電力予測を行う。 Ｓ５：異常時の使用電力予測を行う。 Ｓ６：Ｓ４またはＳ５による使用電力予測値と電力会社
との契約電力とを比較し、ノッチ制限指令またはノッチ
制限解除指令を出力するか否かを判断し、Ｓ７のように
ノッチ制限指令を出力したり、あるいは、Ｓ８のように
ノッチ制限解除指令を出力する。

【００３０】Ｓ１、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６のそれぞれ
の処理について、以下に具体的に説明する。 ［Ｓ１の力行キロ−電力特性データベース統計処理］本
機能について図３のフローチャートを参照して説明す
る。

【００３１】ａ１：各列車のＴ分前の列車位置と現在の
位置とから、対象き電区間を走行した列車を抽出する。
これは、過去Ｔ分間の列車が走行した行程に少しでもき
電区間が含まれればその列車を抽出する。例えば、図７
のように列車Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが走行した場合、この内の
列車Ａ、Ｂ、Ｃを抽出する。

【００３２】ａ２：対象の各列車について、過去Ｔ分間
の対象き電区間の行程の実績速度パターンを求める。こ
の実績速度パターンは、位置に対して列車速度を与える
もので、過去Ｔ分間の軌道回路境界地点通過時刻を保存
しておき、これから対象き電区間の各軌道回路の平均走
行速度を算出し、これを利用して作成する。

【００３３】ａ３：各列車の実績速度パターンをもと
に、各列車の実績力行走行距離を求める。力行走行距離
を求めるには、例えば、次のように行う。図８の対象の
速度パターンを位置について細かく分割し、各分割区間
の速度変化と走行抵抗から、列車が力行走行したか否か
を判定し、これを合計する。

【００３４】そして、（１）式により列車が出力する牽
引力を求める。 Ｆｐ＝Ｆ＋Ｒ …（１） 但し、Ｆｐ：分割区間平均の列車が出力する牽引力
［Ｎ］ Ｆ ：分割区間平均の列車にかかる進行方向の力［Ｎ］ Ｆ＝ΔＶ×Ｗ（ΔＶは分割地点の速度変化、Ｗは列車重
量） Ｒ ：分割区間平均の走行抵抗力 ［Ｎ］ ここで、列車が出力する牽引力Ｆが正であれば力行走行
したとし、各列車について、力行走行した分割区間の距
離の総和を力行走行距離とする。

【００３５】ａ４：ａ３で求めた力行走行距離と各列車
の車両数を乗算し、全車両について合計し、これを力行
キロ実績値とする。 ｂ１：過去Ｔ分間の変電所使用電力実績値を読み込む。

【００３６】ｃ１：ａ４の力行キロ実績値とｃ１の使用
電力実績値とから力行キロ−電力特性データベースの更
新を行う。 ［Ｓ３の事故渋滞判定］事故などの理由で列車が渋滞
し、低速で走行している時に、事故が解消された時など
に、列車が一斉に加速し、使用電力が急に増大し契約電
力オーバーすることがある。

【００３７】これを防ぐため、列車が駅中間で低速走行
になった場合に対象き電区間が事故渋滞中であるかと判
定し、ノッチ制限指令を出力し、Ｓ５の異常時使用電力
予測においてノッチ制限を解除した場合の使用電力予測
を行い、ノッチ制限解除指令のタイミングをはかる。

【００３８】一方、事故渋滞中でない場合は、Ｓ４の通
常時使用電力予測を行う。事故渋滞中であるかどうかの
判定は、列車速度が低速とするしきい値よりも小さく、
かつ列車位置が駅中間である場合を事故渋滞中であると
する。

【００３９】［Ｓ４の通常時使用電力予測値演算］本発
明における使用電力予測は、各列車のこれからの速度パ
ターンを予測し、これを基に力行キロを予測し、力行キ
ロ−電力特性データベースからの牽引によって電力予測
を行うことを基本としている。

【００４０】通常時使用電力予測値演算機能では、通常
時を対象とした電力予測を行う。通常時とは、後述する
「異常時」でない場合である。通常時では、列車は、ダ
イヤに見合うような速度パターン（計画速度パターン）
で走行するとして、今後Ｔ分間の使用電力を予測する。

【００４１】また、通常時の中に、駅間に臨時速度制限
区間が設定されている場合も含めて、予測を行う。本機
能の動作について、図４のフローチャートを参照して説
明する。

【００４２】ｅ１：今後Ｔ分間にき電区間を走行する可
能性のある列車の選択。選択する列車の基準は、下記の
ような条件に従う。 ・現在の列車位置が対象き電区間にある列車 ・現在の列車位置が対象き電区間の上流側区間にあり、
且つ今後Ｔ分間で対象き電区間に到達することが可能な
距離にある列車 ｅ２：対象とするき電区間に臨時速度制御区間が設定さ
れているか否かを判定する。

【００４３】ｅ３：臨時制限速度区間設定なしの場合の
今後Ｔ分間の速度パターンを予測する。この速度パター
ンは、計画速度パターン、すなわちほぼダイヤ通りの駅
間到達時間で走行している時の速度パターンを予め各列
車種別についてを用意しておき、これを使って各列車の
今後Ｔ分間の速度パターンを予測する。計画速度パター
ンは位置に対して列車速度を与えるものである。

【００４４】例えば、図９の様に、現在列車位置と計画
速度パターンの位置が一致する点を計画速度パターン上
の時刻＝現在時刻として、今後Ｔ分間の速度パターンと
して計画速度パターンを当てはめる。

【００４５】ｅ４：臨時速度制限区間有りの場合の今後
Ｔ分間の速度パターンを予測する。臨時速度制限区間中
の制限速度以下の走行と区間を抜けて計画速度パターン
に達するまで加速走行する区間についてのみ走行シミュ
レーションを行い、それ以外の区間については計画速度
パターンを当てはめて、今後Ｔ分間の速度パターンを予
測する。

【００４６】例えば、図１０の様に、Ｐ１〜Ｐ２間が臨
時速度制限設定されている場合、Ｐ１での計画速度パタ
ーンの列車速度、位置を初期値として走行シミュレーシ
ョンを開始し、速度制限への減速走行、速度制限以下の
等速走行、次に速度制限区間を抜けた地点Ｐ２から計画
速度パターンに復帰する地点Ｐ３までの加速走行につい
て、車両の牽引力特性や線路条件によって決まる走行抵
抗などから、列車の速度と位置を計算する。走行シミュ
レーションの具体的な流れは、後述する異常時使用電力
予測値演算機能にて行う走行シミュレーションと同様で
ある。

【００４７】ｅ５：各列車の今後Ｔ分間の速度パターン
をもとに、各列車の力行走行距離を求める。これは、ａ
３と同様にして算出する。

【００４８】ｅ６：ｅ５で求めた力行走行距離と各列車
の車両数を乗算し、全車両について合計し、これを力行
キロ予測値とする。 ｆ１：力行キロ予測値から、力行キロ−電力特性データ
ベースを基に今後Ｔ分間の使用電力予測値を求める。

【００４９】［Ｓ５の異常時使用電力予測値演算］異常
時使用電力予測値演算機能では、異常時を対象とした使
用電力予測を行う。

【００５０】異常時とは、ノッチ制限指令を受けて列車
が低速走行している状態で、解除指令のタイミングをは
かっている状態である。従って、本機能では、現在のノ
ッチ制限を解除した場合の使用電力を予測する。本機能
の動作について図５のフローチャートを参照して説明す
る。

【００５１】Ｓ５１：今後Ｔ分間にき電区間を走行する
可能性のある列車の選択を行う。これは、通常時使用電
力予測値演算の場合のｅ１と同様に行う。 Ｓ５０：Ｓ５２〜Ｓ５９を経て各列車の今後Ｔ分間の速
度パターンを予測する。

【００５２】Ｓ２において、ノッチ制限が解除された場
合、各列車は現在の列車速度から計画速度パターンに復
帰するように走行するものとして、各列車に対して今後
Ｔ分間の走行シミュレーションＳ５０を行う。例えば、
図１１の様に、現在列車位置と列車速度を初期値として
計画速度パターンに向かって加速走行し、計画速度パタ
ーンに復帰した地点Ｐ１から計画速度パターンで走行す
るものとする。

【００５３】走行シミュレーション５０は、各列車につ
いて、現在の列車速度と列車位置を初期値として与え、
ある刻み時間毎に、車両性能、走行抵抗力をもとに速度
と位置を計算し、Ｔ分間の速度パターンを作成する。

【００５４】Ｓ６０：各列車の今後Ｔ分間の速度パター
ンをもとに、各列車の力行走行距離を求める。これは、
ａ３と同様にして算出する。 Ｓ６１：Ｓ６０で求めた力行走行距離と各列車の車両数
を乗算し、全列車について合計し、これをＳ６２で力行
キロ予測値を演算する。

【００５５】Ｓ６３：Ｓ６２で演算した力行キロ予測値
から、力行キロ−電力特性データベースを基に今後Ｔ分
間の使用電力予測値を求める。 ［Ｓ６のノッチ制限オン／オフ判断］この機能につい
て、図６を参照して説明する。

【００５６】Ｓ６５：ここでは、ノッチ制限中（ノッチ
制限指令オン／オフ）かどうかを判断する。 Ｓ６６：ノッチ制限中でない場合、図２のＳ４で求めた
使用電力予測値が、電力会社との契約電力を越えている
かどうかを判断する。

【００５７】Ｓ６８：Ｓ６６で使用電力予測値が、電力
会社との契約電力を越えているときノッチ制限指令を出
力する。 Ｓ６７：ノッチ制限解除時の電力しきい値を電力会社と
の契約電力よりΔＰだけ低く設定し、この設定値が図２
のＳ４で求めた使用電力予測値より大きいかどうかが判
断される。この場合、設定値は、電力会社との契約電力
よりΔＰだけ低く設定するのは、近い将来に再び契約電
力を越えるようなことを防ぐためである。 Ｓ６９：Ｓ
６７において使用電力予測値が該設定値より大きいとき
は、ノッチ制限解除指令を出力する。また、Ｓ６６にお
いて、使用電力予測値が電力会社との契約電力より小さ
いときは、ノッチ制限解除指令を出力する。

【００５８】図１２は本発明の第２実施例を示すブロッ
ク図であり、図１の実施例に、補助電動機使用電力予測
値演算手段８を追加した構成である。この演算手段８
は、き電区間を走行する列車の空調や照明用の補助電動
機使用電力予測値を演算するものである。このように構
成された第２実施例の動作について説明する。補助電動
機の使用電力は、列車の走行状態すなわち力行か惰行か
減速かには依存せず、対象き電区間を走行した車両数と
走行時間および補助電動機性能に依存する。また、この
内の車内の空調機による使用電力は、季節的要素、時間
的要素にも依存する。従って、対象とする列車のき電区
間を走行する車両数、走行時間、補助電動機性能パラメ
ータ、また季節適要素や時間適要素を表すパラメータか
ら補助電動機の使用電力をモデル計算し予測する。

【００５９】この追加機能によって算出された補助電動
機使用電力予測値を実施例１の力行キロ−電力特性デー
タベースによる使用電力予測値に加算し、これを全体の
使用電力予測値とする。

【００６０】但し、この時の力行キロ−電力特性データ
ベースの統計処理の際は、電力実績値は、列車走行のた
めの主電動機使用電力と補助電動機使用電力と両方を含
んでいるので、実施例２の力行キロー電力特性統計処理
手段４では、電力実績値から補助電動機使用電力実績値
を差し引いた値を使う。

【００６１】ここに説明した第２実施例によると、第１
実施例に、季節や時間帯によって変動のある列車の空調
や照明用の補助電動機使用電力予測値を演算する補助電
動機使用電力予測値演算手段８を加えたので、第１実施
例と比較して使用電力の予測精度が高くなる効果があ
る。

【００６２】本発明は、前述した実施例に限定されるも
のではなく、以下のように変形して実施できる。すなわ
ち、請求項１に対応する発明として、図１または図１２
の実施例において、通常時力行キロ予測値演算手段１
と、力行キロ実績値演算手段３と、力行キロー電力特性
統計処理手段４と、使用電力予測値演算手段５のみを組
み合わせた構成としてもよい。この場合であっても、使
用電力予測のパラメータとして、力行キロを用い、この
力行キロと実際の使用電力との特性をデータベース化
し、このデータベースを参照することによって力行キロ
予測値から今後Ｔ分間の使用電力の予測を行う方式とし
ているので、鉄道の変電所にかかる列車運転用の負荷電
力をより高精度に予測することが可能になり、従ってオ
ペレータはこの負荷電力予測値結果に基づいて列車運転
ノッチ制限及び制限解除を的確に行うことが可能とな
り、使用電力を契約電力以下に維持することが可能にな
る。

【００６３】また、請求項２に対応する発明として、図
１または図１２の実施例において、通常時力行キロ予測
値演算手段１と、力行キロ実績値演算手段３と、力行キ
ロー電力特性統計処理手段４と、使用電力予測値演算手
段５と、ノッチ制限指令判断手段６のみを組み合わせた
構成としてもよい。この場合には、請求項１に対応する
発明に、使用電力予測値と電力会社との契約電力とを比
較し、列車運転ノッチ制限及び制限解除指令を出力する
機能を追加したので、請求項１に対応する発明と比較し
て、オペレータの負担が軽くなり、列車運転ノッチ制御
がより正確で的確に行われるようになる。

【００６４】さらに、請求項３に対応する発明として、
通常時力行キロ予測値演算手段１と、異常時力行キロ予
測値演算手段２と、力行キロ実績値演算手段３と、力行
キロー電力特性統計処理手段４と、使用電力予測値演算
手段５とのみを組み合わせた構成としてもよい。この場
合には、請求項１に対応する発明に対象き電区間でノッ
チ制限を受けて列車が低速走行しているような異常時を
対象としてノッチ制限解除した場合の力行キロを予測す
る異常時力行キロ予測機能を追加したので、異常時の電
力予測がより高精度になり、ノッチ制限解除のタイミン
グがより的確なものとなる。

【００６５】

【発明の効果】本発明の電鉄負荷予測装置によれば、鉄
道の変電所にかかる列車運転用の負荷電力を高精度で自
動的に予測し、この予測値に基づいて列車運転ノッチ制
限及び制限解除を的確に行うことが可能となり、使用電
力を契約電力以下に維持することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の機能構成を示すブロック
図。

【図２】図１の動作を説明するためのフローチャート。

【図３】図２の力行キロー電力特性統計処理機能を詳細
に示すフローチャート。

【図４】図２の通常時使用電力予測機能を詳細に示すフ
ローチャート。

【図５】図２の異常時使用電力予測機能を詳細に示すフ
ローチャート。

【図６】図２のノッチ制限指令判断機能を詳細に示すフ
ローチャート。

【図７】図３の対象列車の抽出方法を説明するための
図。

【図８】図３の速度パターンからの力行走行距離を求め
方を説明するための図。

【図９】図４の計画速度パターンを利用した予測速度パ
ターンの作成方法を説明するための図。

【図１０】図４の臨時速度制限区間設定時の予測速度パ
ターンの作成方法を説明するための図。

【図１１】図５の異常時の予測速度パターンを走行シミ
ュレーションにて作成する方法を説明するための図。

【図１２】本発明の第２実施例の機能構成を示すブロッ
ク図。

【符号の説明】

１…通常時力行キロ予測値演算手段、２…異常時力行キ
ロ予測値演算手段、３…力行キロ実績値演算手段、４…
力行キロー電力特性統計処理手段、５…使用電力予測値
演算手段、６…ノッチ制限指令判断手段、８…補助電動
機使用電力予測値演算手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡田 忠宜 大阪府大阪市北区芝田二丁目４番24号 西 日本旅客鉄道株式会社内 (72)発明者 平山 弘幸 大阪府大阪市北区芝田二丁目４番24号 西 日本旅客鉄道株式会社内 (72)発明者 坂本 哲郎 大阪府大阪市北区芝田二丁目４番24号 西 日本旅客鉄道株式会社内 (72)発明者 林 美恵子 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各列車について、現在の列車位置と、予
   め用意しておいた各列車種別毎のダイヤに見合う計画速
   度パターンを基に、今後Ｔ分間の対象き電区間の予測速
   度パターンを求め、この速度変化と走行抵抗とから、力
   行走行する距離を求め、これを全車両について合計した
   力行走行距離の総和、すなわち力行キロを予測する通常
   時力行キロ予測値演算手段と、 各列車について、Ｔ分前の列車位置と現在の列車位置
   と、この区間の各地点の実績の列車速度とから、Ｔ分前
   から現在までの実績速度パターンを求め、この速度変化
   と走行抵抗とから、力行走行した距離を求め、これを全
   車両について合計した力行走行距離の総和、すなわち力
   行キロを演算する力行キロ実績値演算手段と、 この力行キロ実績値演算手段で演算された力行キロ実績
   値と使用電力実績値に基づき、ある一定時間の力行キロ
   −電力特性のデータベース化を行う力行キロ−電力特性
   統計処理手段と、 この力行キロ−電力特性統計処理手段により得られた力
   行キロ−電力特性のデータベースを利用し、前記通常時
   力行キロ予測値演算手段で予測された予測力行キロか
   ら、今後Ｔ分間の使用電力を予測する使用電力予測値演
   算手段と、を具備した電鉄負荷予測装置。
2. 【請求項２】 各列車について、現在の列車位置と、予
   め用意しておいた各列車種別毎のダイヤに見合う計画速
   度パターンを基に、今後Ｔ分間の対象き電区間の予測速
   度パターンを求め、この速度変化と走行抵抗とから、力
   行走行する距離を求め、これを全車両について合計した
   力行走行距離の総和、すなわち力行キロを予測する通常
   時力行キロ予測値演算手段と、 各列車について、Ｔ分前の列車位置と現在の列車位置
   と、この区間の各地点の実績の列車速度とから、Ｔ分前
   から現在までの実績速度パターンを求め、この速度変化
   と走行抵抗とから、力行走行した距離を求め、これを全
   車両について合計した力行走行距離の総和、すなわち力
   行キロを演算する力行キロ実績値演算手段と、 この力行キロ実績値演算手段で演算された力行キロ実績
   値と使用電力実績値に基づき、ある一定時間の力行キロ
   −電力特性のデータベース化を行う力行キロ−電力特性
   統計処理手段と、 この力行キロ−電力特性統計処理手段により得られた力
   行キロ−電力特性のデータベースを利用し、前記通常時
   力行キロ予測値演算手段で予測された予測力行キロか
   ら、今後Ｔ分間の使用電力を予測する使用電力予測値演
   算手段と、 この使用電力予測値演算手段によって演算された使用電
   力予測値と電力会社との契約電力とを比較し、列車ノッ
   チ制限指令及びノッチ制限解除指令の出力を行うノッチ
   制限指令判断手段と、 を具備した電鉄負荷予測装置。
3. 【請求項３】 各列車について、現在の列車位置と、予
   め用意しておいた各列車種別毎のダイヤに見合う計画速
   度パターンを基に、今後Ｔ分間の対象き電区間の予測速
   度パターンを求め、この速度変化と走行抵抗とから、力
   行走行する距離を求め、これを全車両について合計した
   力行走行距離の総和、すなわち力行キロを予測する通常
   時力行キロ予測値演算手段と、 対象き電区間でノッチ制限を受けて列車が低速走行して
   いるような異常時を対象として、ノッチ制限を解除した
   場合の今後Ｔ分間について、現在の列車位置と走行速度
   を初期値として走行シミュレーションを行うことによ
   り、ノッチ制限解除時の各列車の今後Ｔ分間の対象き電
   区間の予測速度パターンを求め、この予測した速度パタ
   ーンから力行キロを予測する異常時力行キロ予測値演算
   手段と、 各列車について、Ｔ分前の列車位置と現在の列車位置
   と、この区間の各地点の実績の列車速度とから、Ｔ分前
   から現在までの実績速度パターンを求め、この速度変化
   と走行抵抗とから、力行走行した距離を求め、これを全
   車両について合計した力行走行距離の総和、すなわち力
   行キロを演算する力行キロ実績値演算手段と、 この力行キロ実績値演算手段で演算された力行キロ実績
   値と使用電力実績値に基づき、ある一定時間の力行キロ
   −電力特性のデータベース化を行う力行キロ−電力特性
   統計処理手段と、 この力行キロ−電力特性統計処理手段により得られた力
   行キロ−電力特性のデータベースを利用し、前記通常時
   または前記異常時力行キロ予測値演算手段で予測された
   予測力行キロから、今後Ｔ分間の使用電力を予測する使
   用電力予測値演算手段と、 を具備した電鉄負荷予測装置。
4. 【請求項４】 各列車について、現在の列車位置と、予
   め用意しておいた各列車種別毎のダイヤに見合う計画速
   度パターンを基に、今後Ｔ分間の対象き電区間の予測速
   度パターンを求め、この速度変化と走行抵抗とから、力
   行走行する距離を求め、これを全車両について合計した
   力行走行距離の総和、すなわち力行キロを予測する通常
   時力行キロ予測値演算手段と、 対象き電区間でノッチ制限を受けて列車が低速走行して
   いるような異常時を対象として、ノッチ制限を解除した
   場合の今後Ｔ分間について、現在の列車位置と走行速度
   を初期値として走行シミュレーションを行うことによ
   り、ノッチ制限解除時の各列車の今後Ｔ分間の対象き電
   区間の予測速度パターンを求め、この予測した速度パタ
   ーンから力行キロを予測する異常時力行キロ予測値演算
   手段と、 各列車について、Ｔ分前の列車位置と現在の列車位置
   と、この区間の各地点の実績の列車速度とから、Ｔ分前
   から現在までの実績速度パターンを求め、この速度変化
   と走行抵抗とから、力行走行した距離を求め、これを全
   車両について合計した力行走行距離の総和、すなわち力
   行キロを演算する力行キロ実績値演算手段と、 この力行キロ実績値演算手段で演算された力行キロ実績
   値と使用電力実績値に基づき、ある一定時間の力行キロ
   −電力特性のデータベース化を行う力行キロ−電力特性
   統計処理手段と、 この力行キロ−電力特性統計処理手段により得られた力
   行キロ−電力特性のデータベースを利用し、前記通常時
   または前記異常時力行キロ予測値演算手段で予測された
   予測力行キロから、今後Ｔ分間の使用電力を予測する使
   用電力予測値演算手段と、 この使用電力予測値演算手段によって演算された使用電
   力予測値と電力会社との契約電力とを比較し、列車ノッ
   チ制限指令及びノッチ制限解除指令の出力を行うノッチ
   制限指令判断手段と、 を具備した電鉄負荷予測装置。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか一つに記載の使
   用電力予測値演算手段に、補助電動機使用電力予測値を
   加えるようにした電鉄負荷予測装置。