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第 23 回鉄道技術連合シンポジウム（J-RAIL2016）

適切な速度制御と移動閉そくによる都市鉄道の超高頻度運転の可能性
吉枝

春樹＊（芝浦工業大学大学院）

岩倉成志（芝浦工業大学）

Possibility of extreme high frequently service with moving block and rational speed control
Haruki Yoshie＊ (Shibaura institute of technology graduate school)
Seiji Iwakura, (Shibaura institute of technology)
Tokyo urban railway problem is heavy congestion. However, because of financial restriction it is difficult thatlarge scale investment such as construction of new line or track additions. In this study, we analyze the possibilityof extreme high frequently service under the constraint of the existing track layout with a moving block andrational speed control near station by multi agent simulation.
キーワード：高頻度運転，移動閉そく，混雑緩和，マルチエージェントシミュレーション(Keywords, frequent service, moving block, congestion reducing, multi agent simulation)

1.

はじめに

〈1･1〉

研究の目的と意義

東京圏などの都市鉄道の混雑は継続的な輸送力増強で改善しつつあるが，依然として高い乗車率の路線が存在しており，なおも改善が必要である。
特に東京圏は今後も人口の減少幅が小さく，公共交通のそこで，ランカーブを基本とした追込時間の基礎検討を行うとともに，小林ら(1)が開発したマルチエージェントシミ
ュレーションシステム（MAS）によって，東急田園都市線及び地下鉄半蔵門線を対象に，現状でピーク時 130 秒の運転間隔をさらに縮小する可能性を検討する。

2.

移動閉そくシステム利用度も高いため，混雑の自然解消は長期間期待できない。

本研究では，移動閉そくシステムを導入することを想定

しかし，大規模な投資を行うことは，鉄道事業者の投資回する。仕様は JR 東日本の ATACS をベースとして，東急田収リスクや国・自治体の財務制約で困難な状況にある。

園都市線および半蔵門線の車両性能に合わせて設定した

そこで，既存ストックを極限まで活用して輸送力の増強（表 1 参照）。

度運転の可能性を検討する。

表 1 移動閉そくシステムの仕様
常用減速度
3.0km/h/s
車両性能の 80%

〈1･2〉

空走時間3秒

余裕距離100mを図る方策として，移動閉そくシステムを活用した超高頻用語の定義

本稿で用いる用語を，次の通り定義する。
・固定閉そく：固定された一定の区間ごとに在線を検出することで列車の追突を防止する運転保安方式
・移動閉そく：固定された区間に拘束されず，列車が連続3.

既存の ATC と同等

最適な速度制御

追込み時間は，駅手前の最高速度に左右される。筆者ら(2)的に位置を検出することで追突を防ぐ運転保安方式

は，距離時隔曲線を作成して駅手前の最高速度と追込時間・余裕距離：移動閉塞方式において，後続列車を停止させの関係を分析した。減速度は運転曲線作成基準を，加速性る地点と先行列車の最後尾の間の距離

能は引張力曲線を基に設定した（表 2 参照）。

・追込時間：先行列車が発車してから後続列車が到着する

その結果，駅手前の最高速度が概ね 45km/h～49km/h のまでの最小の時間。

ときに追込時間が最小になるが，進出側にこの速度以下の・運転間隔：先行列車が発車してから，後続列車が発車す制限があるときは，進出側の制限速度と同じ速度に制限するまでの時間。停車時間に追込時間を加えた時間。

るのが最適との結果を得た（図 1 参照）。シミュレーション〈1･3〉

では，制限した速度に対してある程度の余裕を見て走行す検討の方法

列車の運転間隔は，停車時間と追込時間の制約を受ける。

ることを考慮し，停車駅停止位置手前 400m の区間で最高-333-

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第 23 回鉄道技術連合シンポジウム（J-RAIL2016）

表 2 追込時間分析の条件
表 1 と同じ

160

65

150～0%
140～

0～7025%

進出速度30km/h
進出速度40km/h
進出速度50km/h

運転間隔階級（秒）60

図 2 渋谷駅運転間隔ヒストグラム

5516050120
観測回数

追い込み時間（秒）

70

40
130～

制限速度と同じ一定速度で走行

50%

120～

惰行時の挙動

75%

80

110～

3.2km/h/s

100～

8500 系引張力曲線

起動加速度

90～

加速性能

累積分布
度数分布

120

80～

3 ㎞/h/s

観測回数

減速度

100%

70～

保安装置

45
253545
進入速度(km/h)

55

100%
累積分布
度数分布

75%

80

50%

4025%

図 1 追込み時間と駅進入速度の関係0
速度を 50km/h または進出側制限速度の何れか低い速度に制限した。なお，分岐器等で進入側の速度がより低い速度

図 3 渋谷駅停車時間ヒストグラムに制限される箇所では，その速度に合わせている。

4.

シミュレーションの概要〈4･1〉 システムの概要
本システムは，走行時間推計モデルと停車時間推計モデ

0%～30 30～ 40～ 50～ 60～ 70～ 80～
停車時間階級（秒）しており，運転間隔の短縮効果が認められる（図 2 参照）。
停車時間は 40 秒台に最も多く分布しており，現状の所定停車時間である 60 秒以内に発着できない列車も 16%残ると推定された（図 3 参照）。

ルからなっている。走行時間推計モデルで列車の挙動を推

今回の検討では乗車率と降車人数を 90 秒間隔を前提に設定し，駅に停車すると停車時間推計モデルが起動して停車定しているため、90 秒以上の運転間隔での安定性を評価す時間を推計する。シミュレーションの実行にあたって乱数るためには、乗車率と降車人数の再設定が必要である。

を用いているため，推計を 10 回行って評価する。
〈4･2〉 停車時間推計モデルの概要と設定条件

6.

まとめ

乗車旅客は，実績に応じた人数を推定時の先行列車との本稿では，保安装置を改良し，速度を最適化した場合の時隔に応じて配分した。降車人数と混雑率は，小林ら(1)の設

高頻度運転の可能性について MAS を用いて検証した。その定値に対し，ダイヤ上の運転頻度に反比例して減少させた。

結果，運転間隔の短縮余地があるとの結果を得た。

〈4･3〉 走行時間推計モデルの概要と設定条件
加減速性能は小林ら(1)のモデルに引張力曲線を反映した。
ダイヤは，現況のダイヤで半蔵門線内の運転間隔が 130 秒となる列車の運転間隔を 90 秒に圧縮したものを入力した。
本モデルには走行時間の過小推計傾向があり，小林ら(1)は停車時間を延長して補正していた。しかし，この補正は追込み時間への影響が大きいため，本検討ではこの補正を行わず，結果は運転間隔と停車時間で評価する。

5.

シミュレーションの結果

今後は，走行モデルの過小推計傾向や MAS に入力するダイヤの品質を改善し，より精緻な分析を行いたい。

謝辞
本研究に当り，データをご提供いただいた東京急行電鉄
ならびに東京地下鉄に深甚の謝意を表します。
なお，本研究は筆者独自の見解であり，全責任を筆者が負うものであります。
本研究は JSPS 科研費【JP16K14323】の助成を受けたものである。

渋谷駅断面について，ダイヤで 90 秒の運転間隔を予定し文ていた列車群の結果を示す。推定 10 回分の合計値である。
運転間隔について見ると，入力したダイヤ通り，90 秒以下の間隔で発着できた列車は全体の 18%に過ぎなかったが，98％の列車が現況ダイヤの 130 秒より短い間隔で発着献(１) 小林・川村・岩倉：「列車遅延連鎖シミュレーションの構築と遅延対策案の評価」，第 51 回土木計画学研究発表会・講演集（2015）(２) 吉枝・小林・岩倉：「移動閉そくシステムによる都市鉄道の超高頻度運転の可能性」，第 53 回土木計画学研究発表会・講演集（2016）-334-