(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車上蓄電装置を搭載した列車の前記車上蓄電装置の蓄電制御を行う列車蓄電池制御装置であって、
制御対象の前記列車の現在停車駅から次停車駅までの運転曲線として想定される所定の運転曲線に対応するノッチ位置の変化点あるいは勾配変化点に基づいて、現在停車駅から次停車駅に至るまでの運転区間を複数の区間に分割する分割部と、
分割された複数の前記区間毎にノッチ位置及び勾配区分が上り勾配、平坦、下り勾配のいずれであるかに基づいて、前記車上蓄電装置の制御モードを充電制御モード、待機制御モード、放電制御モードのうちから、一又は複数の仮制御モードを決定する第１決定部と、
前記運転区間を当該制御対象の列車及び前記運転区間を同時刻に走行する他の列車の運転曲線を抽出して、現在時刻から所定時間先までの各時刻に対応する瞬時電力の合計値を算出した他の列車を含む列車全体の前記区間毎の瞬時電力積算値に基づいて、前記仮制御モードのうちいずれかを制御モードとして決定する第２決定部と、
を備えた列車蓄電池制御装置。
【請求項２】
前記第２決定部により、決定された制御モードが充電制御モードあるいは放電制御モードである場合に、前記車上蓄電装置のＳＯＣが充電あるいは放電が可能な場合に、実際に実行する制御モードとして前記第２決定部により決定された制御モードを採用する採用部を備えた、
請求項１記載の列車蓄電池制御装置。
【請求項３】
複数の運転曲線を記憶する運転曲線データベースと、
制御対象の前記列車の前記現在停車駅の出発時刻、前記次停車駅の到着時刻および前記出発時刻及び前記到着時刻から算出した駅間走行時間に基づいて、前記運転曲線データベースを参照し、制御対象の前記列車の現在停車駅から次停車駅までの運転曲線として想定される所定の運転曲線を抽出する抽出部と、
を備えた請求項１又は請求項２記載の列車蓄電池制御装置。
【請求項４】
前記抽出部は、時刻ｔにおける瞬時電力の和をＷｔｏｔａｌ（ｔ）とし、予め時間毎に設定されている瞬時電力の上限値Ｗｈｉｇｈ（ｔ）［＞０］とし、予め時間毎に設定されている下限値Ｗｌｏｗ（ｔ）［＜０］とした場合に、
Ｗｈｉｇｈ（ｔ）＞Ｗｔｏｔａｌ（ｔ）＞Ｗｌｏｗ（ｔ）
を満たしている運転曲線を、前記所定の運転曲線として抽出する、
請求項３記載の列車蓄電池制御装置。
【請求項５】
前記運転曲線データベースに、
Ｗｈｉｇｈ（ｔ）＞Ｗｔｏｔａｌ（ｔ）＞Ｗｌｏｗ（ｔ）
を満たしている運転曲線が記憶されていない場合に、前記式を満たす運転曲線を生成する運転曲線生成部を備えた、
請求項４記載の列車蓄電池制御装置。
【請求項６】
車上蓄電装置を搭載した列車の前記車上蓄電装置の蓄電制御を行う列車蓄電池制御装置で実行される方法であって、
制御対象の前記列車の現在停車駅から次停車駅までの運転曲線として想定される所定の運転曲線に対応するノッチ位置の変化点あるいは勾配変化点に基づいて、現在停車駅から次停車駅に至るまでの運転区間を複数の区間に分割する過程と、
分割された複数の前記区間毎にノッチ位置及び勾配区分が上り勾配、平坦、下り勾配のいずれであるかに基づいて、前記車上蓄電装置の制御モードを充電制御モード、待機制御モード、放電制御モードのうちから、一又は複数の仮制御モードを決定する過程と、
前記運転区間を当該制御対象の列車及び前記運転区間を同時刻に走行する他の列車の運転曲線を抽出して、現在時刻から所定時間先までの各時刻に対応する瞬時電力の合計値を算出した他の列車を含む列車全体の前記区間毎の瞬時電力積算値に基づいて、前記仮制御モードのうちいずれかを制御モードとして決定する過程と、
を備えた方法。
【請求項７】
車上蓄電装置を搭載した列車の前記車上蓄電装置の蓄電制御を行う列車蓄電池制御装置をコンピュータにより制御するためのプログラムであって、
前記コンピュータを、
制御対象の前記列車の現在停車駅から次停車駅までの運転曲線として想定される所定の運転曲線に対応するノッチ位置の変化点あるいは勾配変化点に基づいて、現在停車駅から次停車駅に至るまでの運転区間を複数の区間に分割する分割手段と、
分割された複数の前記区間毎にノッチ位置及び勾配区分が上り勾配、平坦、下り勾配のいずれであるかに基づいて、前記車上蓄電装置の制御モードを充電制御モード、待機制御モード、放電制御モードのうちから、一又は複数の仮制御モードを決定する第１決定種段と、
前記運転区間を当該制御対象の列車及び前記運転区間を同時刻に走行する他の列車の運転曲線を抽出して、現在時刻から所定時間先までの各時刻に対応する瞬時電力の合計値を算出した他の列車を含む列車全体の前記区間毎の瞬時電力積算値に基づいて、前記仮制御モードのうちいずれかを制御モードとして決定する第２決定手段と、
して機能させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は列車蓄電池制御装置、方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電力不足からエネルギー効率のよい鉄道に対しても更なる省エネルギー（以下、単に省エネという。）が求められている。鉄道における省エネは空調、照明等の補機をエネルギー効率のよい機器に変更することや、列車の走行時のエネルギーを削減することなどである。
また、停電発生後やダイヤ乱れ時に１つの変電所区間内で複数の列車が同時に加速をすると、瞬間的に変電所の電力容量を超えた電力を必要とすることがあり、それが変電所の系統を故障させる原因となり得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３１６１１５４号公報
【特許文献２】特許第３７５４７２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで従来においては、同時に加速する列車を制限するために、出発時刻を調整する技術が提案されていた。
しかしながら、同時に加速する列車を制限するために予め設定されたダイヤで計画された出発時刻よりも遅れて出発すると、それが遅延を誘発する可能性があった。
【０００５】
一方、ダイヤを作成する時には駅間の走行時間に予め余裕を持たせており、秒単位の遅延であれば、走行を変えるだけで遅延を回復させることができる。
そこで本発明は、遅延を可能な限り抑制しつつ供給可能な電力容量を越えないようにするとともに、架線電圧の降下及び回生失効を抑制することが可能な列車蓄電池制御装置、方法及びプログラムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の列車蓄電池制御装置は、車上蓄電装置を搭載した列車の車上蓄電装置の蓄電制御を行う列車蓄電池制御装置である。
分割部は、制御対象の列車の現在停車駅から次停車駅までの運転曲線として想定される所定の運転曲線に対応するノッチ位置の変化点あるいは勾配変化点に基づいて、現在停車駅から次停車駅に至るまでの運転区間を複数の区間に分割する。
【０００７】
第１決定部は、分割された複数の区間毎にノッチ位置及び勾配区分が上り勾配、平坦、下り勾配のいずれであるかに基づいて、車上蓄電装置の制御モードを充電制御モード、待機制御モード、放電制御モードのうちから、一又は複数の仮制御モードを決定する。
【０００８】
これにより、第２決定部は、運転区間を当該制御対象の列車及び運転区間を同時刻に走行する他の列車の運転曲線を抽出して、現在時刻から所定時間先までの各時刻に対応する瞬時電力の合計値を算出した他の列車を含む列車全体の区間毎の瞬時電力積算値に基づいて、仮制御モードのうちいずれかを制御モードとして決定する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、列車蓄電池制御装置を含む列車運行システムの概要構成ブロック図である。
【図２】図２は、列車蓄電池制御装置の機能構成図である。
【図３】図３は、実施形態の列車蓄電池制御装置の処理フローチャートである。
【図４】図４は、車上蓄電装置のモード設定処理の処理フローチャートである。
【図５】図５は、変化点抽出対象の運転曲線における位置−ノッチ操作曲線及び位置−勾配曲線を説明する図である。
【図６】図６は、車上蓄電装置のモード仮決め用のテーブルの一例の説明図である。
【図７】図７は、当該制御対象の列車以外の列車全体の時刻−電力曲線及び時間−勾配曲線を説明する図である。
【図８】図８は、車上蓄電装置のモード決定用のテーブルの一例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に図面を参照して実施形態について説明する。
図１は、列車蓄電池制御装置を含む列車運行システムの概要構成ブロック図である。
列車運行システム１０は、大別すると、列車１１と、列車１１に対して架線１２及び線路１３を介して電力を供給する変電所１４と、列車１１の運行状態を監視するための軌道回路１５と、伝送路１６を介して変電所１４及び軌道回路１５と通信可能に接続され、列車１１の運行管理を行う運行管理装置１７と、運行管理装置１７の制御下で地上送受信装置１８を介して列車１１に搭載された後述の運転支援装置２２及び車上蓄電装置２３を用いて電力制御を行う列車蓄電池制御装置１９と、を備えている。
この場合において、運行管理装置１７及び列車蓄電池制御装置１９は、運行指令所に設置されているものとする。
【００１１】
列車１１は、地上送受信装置１８との間で通信を行う車上送受信装置２１と、運転士に対する運転支援を行う運転支援装置２２と、電力を蓄えることが可能で電力供給制御を実行する車上蓄電装置２３と、を備えている。そして、列車１１の車上送受信装置２１は、停車駅の出発時刻や到着時刻、駅間の走行実績等を地上の運行管理装置１７に送信し、地上の列車蓄電池制御装置１９から出発時刻や運転支援装置２２に表示する運転支援情報等を受信する。
【００１２】
変電所１４は、列車の走行や地上にある保安設備、駅の設備などに供給する電力を管理している。また、変電所１４の電力管理情報は、伝送路１６を介して、運転指令所に設置された列車蓄電池制御装置１９において取得可能となっている。
【００１３】
軌道回路１５は、列車の在線状況を確認するためのものである。軌道回路１５によれば、同一の閉塞区間に複数の列車１１が存在できないように制御を行うことができ、列車の衝突防止などの保安を担保することができる。
【００１４】
伝送路１６は、いわゆる通信ネットワークとして構成されており、列車１１の運行状況や変電所の使用電力の状況を運行管理装置１７に通知するための通信線路を構成している。
運行管理装置１７は、上述した軌道回路１５からの情報などを用いて、列車の在線状況を管理する。
【００１５】
地上送受信装置１８は、列車蓄電池制御装置１９が作成した当該列車１１の車上蓄電装置２３の充放電制御に関する情報を車上送受信装置２１に送信する。また地上送受信装置１８は、車上送受信装置２１から車上蓄電装置２３の実際の充放電状態、蓄電状態（例えば、ＳＯＣ［State Of Charge］）を受信する。
【００１６】
列車蓄電池制御装置１９は、当該列車１１の運行状態に応じて、車上蓄電装置２３の充放電制御を行う。
【００１７】
図２は、列車蓄電池制御装置の機能構成図である。
列車蓄電池制御装置１９は、大別すると、出発時刻・到着時刻設定部３１と、運転曲線作成部３２と、瞬時電力算出部３３と、蓄電池充放電スケジュール設定部３４と、運行実績データベース（ＤＢ）３５と、車両特性データベース（ＤＢ）３６と、路線情報データベース（ＤＢ）３７と、運転曲線データベース（ＤＢ）３８と、を備えている。
【００１８】
出発時刻・到着時刻設定部３１は、現在駅に停車している制御対象の列車１１に対して、現在停車している駅（現在駅）の出発時刻および次に停車する駅（次駅）の到着時刻を設定する。
【００１９】
運転曲線作成部３２は、算出された乗車率、車種別で出発時刻と到着時刻から算出される走行時間に基づき、当該制御対象の列車１１の運転曲線を作成する。ここで、乗車率は、例えば、車体と台車との間に設けられたロードセンサの出力に基づいて算出される。
【００２０】
瞬時電力算出部３３は、現在時刻を基点として、作成した運転曲線に基づいて、所定時間先（例えば、１時間先）までの各時刻（例えば、１分おき）における瞬時電力値及び当該時刻までの瞬時電力値の合計値を算出する。
【００２１】
蓄電池充放電スケジュール設定部３４は、瞬時電力算出部３３で算出した（各時刻における）瞬時電力値および各時刻における複数列車のノッチ操作のデータから、当該制御対象の列車１１が搭載している車上蓄電装置２３の動作モード、すなわち、蓄電池充放電スケジュールを決定している。
【００２２】
本実施形態では、理解の容易のため、車上蓄電装置２３には、動作モードとして、車上蓄電装置２３において充電がなされる充電モード、車上蓄電装置２３において放電がなされる放電モード、車上蓄電装置２３が電気的に切り離されて、充電も放電も行わない待機モードの３種類の動作モードがあることを想定している。しかしながら、４種類以上の動作モードがある車上蓄電池装置であっても、同様に適用が可能である。
【００２３】
運行実績データベース（ＤＢ）３５は、列車運行の実績値を記録するデータベースである。所定の時間毎の時刻に対する速度、キロ程位置、瞬時電力、ノッチ番号等の組合せで表されるデータ群が記録されているデータベースである。
車両特性データベース（ＤＢ）３６は、列車１１の速度に対する引張力、ブレーキ力および入力電流等のデータが記録されているデータベースである。
【００２４】
路線情報データベース（ＤＢ）３７は、当該路線のキロ程位置に対する勾配、制限速度、線路の曲率半径などの路線に関する情報が保存されているデータベースである。
運転曲線データベース（ＤＢ）３８は、運転曲線作成部３２が作成した運転曲線及びダイヤ上の走行時間で予め計算されている運転曲線が記録されているデータベースである。
【００２５】
次に実施形態の動作を説明する。
図３は、実施形態の列車蓄電池制御装置の処理フローチャートである。
列車蓄電池制御装置１９は、一定時間間隔（例えば、１秒毎）に、軌道回路１５により検出した列車１１の位置に基づいて、制御対象の列車１１が駅に到着したか否かをチェックする。そして、列車蓄電池制御装置１９は、駅に到着した列車１１を検知すると、当該制御対象の列車１１に対する処理を開始する。
【００２６】
まず、列車蓄電池制御装置１９の瞬時電力算出部３３は、現在時刻から所定時間（例えば、１時間）先までの各時刻（例えば、１分後、２分後、…）における瞬時電力値及び現在時刻から当該時刻に至るまでの瞬時電力の合計値（＝瞬時電力の積分値）を算出する（ステップＳ１１）。
【００２７】
この場合において、瞬時電力算出部３３が、瞬時電力の算出の対象とするのは、当該算出対象時刻に、路線上に存在する列車であり、車庫などで電源を入れずに待機している列車等は、瞬時電力の算出対象から外される。
【００２８】
続いて列車蓄電池制御装置１９の出発時刻・到着時刻設定部３１は、路線上のいずれかの列車１１が対応する次駅に到着した場合に、当該到着した列車１１を算出対象の列車１１とし、当該算出対象の列車１１の当該駅における出発時刻、算出対象の列車１１の次停車駅における到着時刻および当該駅から次停車駅までの走行時間を決定する（ステップＳ１２）。
【００２９】
この場合において、列車１１の出発時刻や到着時刻は当該制御対象の列車１１のみでは決められないため、所定の予測ダイヤを用いて算出するものとする。
ここで、出発時刻・到着時刻設定部３１は、出発時刻及び到着時刻を決定することにより、次式により走行時間を算出する。
走行時間＝到着時刻−出発時刻
【００３０】
続いて、列車蓄電池制御装置１９の瞬時電力算出部３３は、現在時刻から所定時間（例えば、１時間）先までの各時刻ｔに対する瞬時電力Ｗ（ｔ）の合計値を算出し、ステップＳ１２で設定した出発時刻、到着時刻および算出した走行時間をキーとして、運転曲線ＤＢ３８を参照し、当該制御対象の列車１１と、車両の種類、乗車率、走行時間が同じ（と見做せる）運転曲線を抽出する。そして、瞬時電力算出部３３は、抽出した運転曲線に基づいて、現在時刻から所定時間（例えば、１時間）先までの各時刻ｔに対応する瞬時電力Ｗ（ｔ）の合計値Ｗを算出し、現在走行中の列車を含めて、現在時刻を基点にして一定時間先までの各時刻ｔにおける瞬時電力を積算し、瞬時電力の和Ｗｔｏｔａｌ（ｔ）を算出する（ステップＳ１３）。
【００３１】
上記ステップＳ１３の処理において、乗車率に関しては、通常、平日と休日、祝祭日などでダイヤを分けている場合には過去の実績値から、例えば、月曜日の同じ平日ダイヤでの同一列番の過去Ｎ週分の平均値を当該制御対象の列車の推定乗車率とする、といった処理によって決める。なお、乗車率の推定方法はこれにかぎられるものではない。
【００３２】
続いて、列車蓄電池制御装置１９の蓄電池充放電スケジュール設定部３４は、ステップＳ１３の処理において算出された各時刻での瞬時電力の和Ｗｔｏｔａｌ（ｔ）と、予め時間毎に設定されている瞬時電力の上限値Ｗｈｉｇｈ（ｔ）＞０及び下限値Ｗｌｏｗ（ｔ）＜０を比較し、次式を満たしているか否かを判別する（ステップＳ１４）。
Ｗｈｉｇｈ（ｔ）＞Ｗｔｏｔａｌ（ｔ）＞Ｗｌｏｗ（ｔ）
【００３３】
ステップＳ１４の判別において、
Ｗｈｉｇｈ（ｔ）≦Ｗｔｏｔａｌ（ｔ）、あるいは、
Ｗｔｏｔａｌ（ｔ）≦Ｗｌｏｗ（ｔ）
である場合には（ステップＳ１４；Ｎｏ）、列車蓄電池制御装置１９の運転曲線作成部３２は、次式を満たすように運転曲線を作成し（ステップＳ１７）、処理をステップＳ１６に移行する。
Ｗｈｉｇｈ（ｔ）＞Ｗｔｏｔａｌ（ｔ）＞Ｗｌｏｗ（ｔ）
この場合において、運転曲線の作成方法としては、例えば、国際公開第１５／００８３１８号パンフレットに記載の方法において、上記式で表される条件を加味して行えば良い。
【００３４】
ステップＳ１４の判別において、
Ｗｈｉｇｈ（ｔ）＞Ｗｔｏｔａｌ（ｔ）＞Ｗｌｏｗ（ｔ）
を満たす場合は（ステップＳ１４；Ｙｅｓ）、時刻ｔにおいては、瞬時電力の和Ｗｔｏｔａｌ（ｔ）が、上限値Ｗｈｉｇｈ（ｔ）と下限値Ｗｌｏｗ（ｔ）とで表される範囲内に属しており、電圧降下および回生失効が発生しないことを表しているので、ステップＳ１３で抽出した運転曲線をそのまま当該制御対象の列車の走行に対応する運転曲線として採用する（ステップＳ１５）。
続いて、当該制御対象の列車１１に対して車上蓄電装置２３のモードを設定する（ステップＳ１６）。
【００３５】
図４は、車上蓄電装置のモード設定処理の処理フローチャートである。
まず、列車蓄電池制御装置１９の蓄電池充放電スケジュール設定部３４は、図３のステップＳ１３で抽出した運転曲線あるいはステップＳ１７で作成した運転曲線に対し、列車１１の走行位置に対応するノッチ位置の変化点と、列車１１の走行位置に対応する勾配の変化点と、を抽出する（ステップＳ２１）。
【００３６】
図５は、変化点抽出対象の運転曲線における位置−ノッチ操作曲線及び位置−勾配曲線を説明する図である。
具体的には、走行位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ９、Ｐ１０、Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３においては、ノッチ位置の変化点を検出している。
また、走行位置Ｐ３、Ｐ４、Ｐ７、Ｐ８においては、勾配の変化点を検出している。
【００３７】
次に蓄電池充放電スケジュール設定部３４は、第１決定部として機能し、変化点間における車上蓄電装置２３のモードを仮決めする（ステップＳ２２）。
【００３８】
図６は、車上蓄電装置のモード仮決め用のテーブルの一例の説明図である。
図６に示すように、例えば、加速ノッチ（ノッチ位置＝１、２、３、…）であり、かつ、上り勾配（例えば、勾配＞５‰）である場合には、蓄電池充放電スケジュール設定部３４は、放電モードを仮決めのモードとして選択する。
【００３９】
より詳細には、例えば、図５に示した走行位置Ｐ９−Ｐ１０の区間においては、加速ノッチ（ノッチ＝２）であり、勾配＞１０‰であるので、蓄電池充放電スケジュール設定部３４は、放電モードを仮決めのモードとして選択する。
【００４０】
また、例えば、惰行ノッチ（ノッチ位置＝０）であり、かつ、平坦（例えば、５‰≧勾配≧−５‰）である場合には、蓄電池充放電スケジュール設定部３４は、充電モード、待機モード及び放電モードを仮決めのモードとして選択する。
より詳細には、例えば、図５に示した走行位置Ｐ３−Ｐ４の区間においては、惰行ノッチ（ノッチ位置＝０）、５‰≧勾配≧−５‰であるので、蓄電池充放電スケジュール設定部３４は、充電モード、待機モード及び放電モードの三つのモードを仮決めのモードとして選択する。
【００４１】
また、例えば、減速ノッチ（ノッチ位置＝−１、−２、−３、…）であり、かつ、下り勾配（例えば、勾配＜−５‰）である場合には、蓄電池充放電スケジュール設定部３４は、充電モードを仮決めのモードとして選択する。
より詳細には、例えば、図５に示した走行位置Ｐ５−Ｐ６の区間においては、減速ノッチ（ノッチ＝−２）であり、勾配＜−１０‰であるので、蓄電池充放電スケジュール設定部３４は、充電モードを仮決めのモードとして選択する。
【００４２】
続いて、蓄電池充放電スケジュール設定部３４は、ステップＳ２２において選択した仮決めのモードを当該制御対象の列車以外の列車全体の時刻−電力曲線上に展開する（ステップＳ２３）。
【００４３】
図７は、当該制御対象の列車を含む同一運転区間に在線する列車全体の時刻−電力曲線及び時間−勾配曲線を説明する図である。
図７において、時刻ｔ１〜時刻ｔ１３は、図７上部に示すように、図５の走行位置Ｐ１〜Ｐ１３にそれぞれ対応している。
【００４４】
具体的には、時刻ｔ０〜時刻ｔ１の期間は、当該制御対象の列車を含む同一運転区間に在線する列車全体の瞬時電力値の増加期間である。すなわち、当該制御対象の列車を含む同一運転区間に在線する列車全体として、消費電力が回生電力（回生電力が無い場合を含む）を上回っている状態である。
【００４５】
また、時刻ｔ１〜時刻ｔ２の期間は、当該制御対象の列車を含む同一運転区間に在線する列車全体の瞬時電力値が一定の期間である。すなわち、当該制御対象の列車を含む同一運転区間に在線する列車全体として、消費電力と回生電力との差がほぼ一定の状態である。
【００４６】
さらに、時刻ｔ２〜時刻ｔ５の期間は、当該制御対象の列車を含む同一運転区間に在線する列車全体の瞬時電力値がほぼ零の期間である。すなわち、当該制御対象の列車を含む同一運転区間に在線する列車全体として、消費電力と回生電力とが釣り合っている状態である。
【００４７】
さらにまた、時刻ｔ５〜時刻ｔ６の期間は、当該制御対象の列車を含む同一運転区間に在線する列車全体の瞬時電力値の減少期間である。すなわち、当該制御対象の列車を含む同一運転区間に在線する列車全体として、消費電力を回生電力が上回っている状態である。
【００４８】
また、時刻ｔ６〜時刻ｔ９の期間は、当該制御対象の列車を含む同一運転区間に在線する列車全体の瞬時電力値が再びほぼ零の期間である。すなわち、当該制御対象の列車を含む同一運転区間に在線する列車全体として、消費電力と回生電力とが釣り合っている状態である。
【００４９】
さらに、時刻ｔ９〜時刻ｔ１０の期間は、当該制御対象の列車を含む同一運転区間に在線する列車全体の瞬時電力値が増加し、一定となった期間である。すなわち、当該制御対象の列車を含む同一運転区間に在線する列車全体として、消費電力が回生電力（回生電力が無い場合を含む）を一定量上回っている状態である。
【００５０】
さらにまた、時刻ｔ１０〜時刻ｔ１１の期間は、当該制御対象の列車を含む同一運転区間に在線する列車全体の瞬時電力値が再びほぼ零の期間である。すなわち、当該制御対象の列車を含む同一運転区間に在線する列車全体として、消費電力と回生電力とが釣り合っている状態である。
【００５１】
また、時刻ｔ１１〜時刻ｔ１２の期間は、当該制御対象の列車を含む同一運転区間に在線する列車全体の瞬時電力値が急激に減少し、再び増加している期間である。すなわち、当該制御対象の列車を含む同一運転区間に在線する列車全体として、消費電力を回生電力が急激に上回り、徐々にその差が小さくなっている状態である。
【００５２】
さらにまた、時刻ｔ１２〜時刻ｔ１３の期間は、当該制御対象の列車を含む同一運転区間に在線する列車全体の瞬時電力値が再びほぼ零の期間である。すなわち、当該制御対象の列車を含む同一運転区間に在線する列車全体として、消費電力と回生電力とが釣り合っている状態である。
【００５３】
図８は、車上蓄電装置のモード決定用のテーブルの一例の説明図である。
蓄電池充放電スケジュール設定部３４は、第２決定部として機能し、図５で示したノッチ位置の変化点あるいは勾配の変化点で区切られた期間ごとに瞬時電力の積分値ＳＶが、所定の第１閾値α（≧０）及び所定の第２閾値β（≦０）の二つの閾値に対して、どのような関係にあるかに基づいて、仮決めした制御モードのうち、いずれの制御モードを実際の制御モードとするかを決定する（ステップＳ２４）。
【００５４】
より具体的には、ノッチ位置の変化点あるいは勾配の変化点で区切られた期間について仮決めした制御モードが放電モードあるいは待機モードである場合には、当該期間の瞬時電力の積分値ＳＶが、第１閾値αを超えている（ＳＶ＞α）場合には、実際の制御モードを放電モードに決定する。
【００５５】
また、仮決めした制御モードが放電モードあるいは待機モードであり、当該期間の瞬時電力の積分値ＳＶが第１閾値α以下である（α≧ＳＶ）場合には、当該期間の瞬時電力の積分値ＳＶが第２閾値β以下である場合も含めて、実際の制御モードを待機モードに決定する。
【００５６】
また、ノッチ位置の変化点あるいは勾配の変化点で区切られた期間について仮決めした制御モードが充電モードあるいは待機モードである場合には、当該期間の瞬時電力の積分値ＳＶが、第２閾値β以上である場合には、当該期間の瞬時電力の積分値ＳＶが第１閾値αを超えている場合を含めて、実際の制御モードを待機モードに決定する。
【００５７】
また、仮決めした制御モードが充電モードあるいは待機モードであり、当該期間の瞬時電力の積分値ＳＶが第２閾値β未満である（β＞ＳＶ）場合には、実際の制御モードを充電モードに決定する。
【００５８】
また、ノッチ位置の変化点あるいは勾配の変化点で区切られた期間について仮決めした制御モードが充電モード、待機モードあるいは放電モードである場合には、当該期間の瞬時電力の積分値ＳＶが、第１閾値αを超えている（ＳＶ＞α）場合には、実際の制御モードを放電モードに決定する。
【００５９】
また、仮決めした制御モードが充電モード、待機モードあるいは放電モードであり、当該期間の瞬時電力の積分値ＳＶが、第２閾値β以上、かつ、第１閾値α以下である場合には、実際の制御モードを待機モードに決定する。
【００６０】
また、仮決めした制御モードが充電モード、待機モードあるいは放電モードであり、当該期間の瞬時電力の積分値ＳＶが第２閾値β未満である（β＞ＳＶ）場合には、実際の制御モードを充電モードに決定する。
【００６１】
ところで、以上の処理において決定した制御モードは、あくまで、運転曲線に基づいて決定されたものであり、実際の車上蓄電装置２３の状態を考慮したものとはなっていない。
そこで、列車蓄電池制御装置１９の蓄電池充放電スケジュール設定部３４は、採用部として機能し、決定した制御モードが、放電モードあるいは充電モードである場合には、地上送受信装置１８を介して受信した車上蓄電装置２３の充電状態、すなわち、ＳＯＣに基づいて実際に放電あるいは充電が可能であると判断した場合にのみ、最終的な制御モードを放電モードあるいは充電モードに設定し、ＳＯＣに基づいて実際に放電あるいは充電が可能では無いと判断した場合には、最終的な制御モードを待機モードに設定する（ステップＳ２５）。
【００６２】
以上の説明のように、本実施形態によれば、制御対象の列車以外の列車全体の瞬時電力値を考慮して、制御対象の列車１１の車上蓄電装置２３の制御モードを決定しているので、制御対象の列車１１が走行時に生成した回生電力を効率よく回収でき、制御対象の列車１１の走行時の同一時刻において、他列車によって引き起こされる架線電圧の低下や回生失効を抑制することが可能となる。
【００６３】
また、制御対象の列車１１の加速時には、車上蓄電装置２３により電力を供給して補助することにより、上り勾配であっても、加速力の低下を抑制でき、余裕時間が少ないダイヤであっても遅延を抑制して制御対象の列車を走行させることができる。
【００６４】
本実施形態の列車蓄電池制御装置は、ＣＰＵなどの制御装置と、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）やＲＡＭなどの記憶装置と、ＨＤＤ、ＣＤドライブ装置などの外部記憶装置と、ディスプレイ装置などの表示装置と、キーボードやマウスなどの入力装置を備えており、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成となっている。
【００６５】
本実施形態の列車蓄電池制御装置で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital  Versatile  Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。
【００６６】
また、本実施形態の列車蓄電池制御装置で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態の列車蓄電池制御装置で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。
【００６７】
また、本実施形態の列車蓄電池制御装置のプログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。
【００６８】
本実施形態の列車蓄電池制御装置で実行されるプログラムは、上述した各部（分割部、第１決定部、第２決定部、採用部、…）を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ（プロセッサ）が上記記憶媒体からプログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、分割部、第１決定部、第２決定部、採用部、…が主記憶装置上に生成されるようになっている。
【００６９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７０】
１０    列車運行システム
１１    列車
１２    架線
１３    線路
１４    変電所
１５    軌道回路
１６    伝送路
１７    運行管理装置
１８    地上送受信装置
１９    列車蓄電池制御装置
２１    車上送受信装置
２２    運転支援装置
２３    車上蓄電装置
３１    出発時刻・到着時刻設定部
３２    運転曲線作成部
３３    瞬時電力算出部
３４    蓄電池充放電スケジュール設定部
ｔ０〜ｔ１３    時刻
Ｗｈｉｇｈ（ｔ）  時刻ｔにおける瞬時電力の上限値
Ｗｌｏｗ（ｔ）  時刻ｔにおける瞬時電力の下限値
Ｗｔｏｔａｌ（ｔ）  時刻ｔにおける瞬時電力の和（積算値）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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