144

特集

論

シンガポール LTA 向け APM システ
ム クリスタルムーバー

文

Automated People Mover System for LTA
Singapore "Crystal Mover"
持

留

裕

柏

之

増

川

正

久

鈴

木

康

之

誠

貞

光

伸

一

河

野

浩

幸

当社は，シンガポール LTA（Land Transport Authority）向けにゴムタイヤ方式の APM（Automated People Mover）
システムを受注し，独自に開発した APM 車両

クリスタルムーバーを初めて市場投入した．このクリスタルムーバ

ーは，優れたデザインとともに人と環境にやさしく海外市場のニーズにも適合した輸出車両である．また，シンガポー
ル LTA への導入に当たっては規格等お客様固有の要求仕様にも柔軟に対応している．本報では，クリスタルムーバーとその安全で快適な運行を支えるサブシステムについて紹介する．

1．は

じ

め

に

近年，東アジア及び東南アジア諸国では都市化の進行に伴表１
サブシステムAPM システムの構成

主たる構成要素

機 能

車両

車両

輸送単位

い都市内交通がひっぱく化しているケースが多く見られる．

運行管理装置運行管理装置全システムの運用・管理

また，環境負荷の低減は地球規模での課題となっている．こ

信号装置

AVP/VD 装置，信号・保安機能のような中で各国とも地下鉄や新交通システムなどの軌道系

通信装置

LCX 伝送装置

地上−車両間の通信

交通システムを中心とした都市内交通体系の整備・建設を積極的に進めている．
当社は，シンガポール陸運局（Land Transport Authority ;LTA）よりセンカン・プンゴル地区向け APM（Automated

自動運転装置
電力・電路設備軌道

People Mover）システムを受注した．既に 2003 年１月センカン線が開業し，引き続き 2004 年のプンゴル線開業に向け

駅設備て車両の製作及びシステムの工事が進捗中である．
本報では，システムの核となる APM 車両とその安全で快適な運行を支えるサブシステムについて概要を報告する．

2．APM システムの概要

メンテナンス設備

車上 AVP/AVO 装置，
駅 AVO 装置
変電設備，電車線
走行路面，案内軌条，
転てつ器
料金収受装置，
案内表示装置車両基地，
メンテナンス機器

車両の自動運転システム・車両への電力供給
車両の走行路線
料金の収受，旅客案内サービス

車両のメンテナンス設備（注）AVP/VD：Automatic Vehicle Protection/Vehicle Detection
AVP：Automatic Vehicle Protection
AVO：Automatic Vehicle Operation

シンガポール LTA 向け APM システムは，新設される地下
鉄北東線のセンカン駅及びプンゴル駅からニュータウン内へている．AVP は信号保安装置として車両の安全運行を支えのフィーダ線である．センカン線，プンゴル線共に東西二つている．AVO は車両の自動運転制御を行っている．AVS はのループ線で形成され，東西のループ線は地下鉄連絡駅で合システムの運転指令，運行監視，運行記録の機能を有している．

流するように路線設定されている．センカン線は全長10.69 km に 14 駅，プンゴル線は全長 9.47 km に 15 駅が設置

3．APM 車両の開発されている．システムの輸送力は，センカン線 2 100 PPHPD

3．1 APM 車両の概要（ Passenger Per Hour Per Direction）， プ ン ゴ ル 線

車両は，ゴムタイヤ方式の APM である．１両に定員 105

2 700 PPHPD で計画されている．
本 APM システムは国内の新交通システムをベースとしており，表１に示すように車両とサブシステムから構成されている．

人の乗客を乗せ全自動無人運転される．車両の形式を図１に示し，車両の主要諸元を表２にまとめる．
本 APM 車両は，これまで当社が手掛けてきたゴムタイヤ
式新交通システム車両を基本に海外市場をターゲットとして車両の運行は，自動列車制御装置（ATC）による全自動無新たに開発したものである．案件ごとに異なる輸送需要に柔

人運転である．ATC 装置は，AVP，AVO，AVS で構成され軟に対応するため従来車両に比べ大型化，単車化そして高速
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870

3 615

145

6 700

1 850

11 2002 690

11 840図１

表２
項 目

車両の主要諸元
諸

編成

元

単車
（人）

定員

車両寸法 （mm）
案内方式

た結果，本 APM 車両に対し第 32 回機械工業デザイン賞
済産業大臣賞

電気方式を受賞することができた．

3．2．1 デザインコンセプト
車両のデザインコンセプトは，本 APM 車両を今後の当社

長 11 840×幅 2 690×高 3 615の輸出戦略車両とするという位置づけで導いた．デザインコ

直流 750 V
（mm）

経

14.9

側方案内 2 軸 4 輪ステアリング方式

車両性能

ザインの具現化と生産設計的な機能・性能との両立に注力し105（内座席18）

車両質量 （t /両）

軌間

車両形式図

軌間 1 850，案内面間隔 3 200
最高速度 車両性能
運行
加 速 度
減 速 度 常用最大非常80 km/h
70 km/h
1.0 m/s 2（3.6 km/h/s）
1.0 m/s 2（3.6 km / h/s）
1.3 m/s 2（4.7 km/h/s）

ンセプトを言い表すキーワードはのCRYSTAL

CRYSTALである．こには，Universal（世界共通の，普遍的な），Distinctive（ほかにはない特有の），Futuristic（未来の），Diamond-like（ダイヤモンドのような）という意味を持たせている．このデザインコンセプトに基づく車両をCrystalMover（クリスタルムーバー） と名付けるとともに商標登録し新たな商品ブランドとして戦略的に展開している．
3．2．2 エクステリアデザイン

車体構造

アルミニウム合金溶接構造

主電動機

三相誘導電動機
連続定格 80 kW×2 台

制御方式

VVVF インバータベクトル制御（各軸個別制御）（応荷重制御・回生ブレーキ付）

運転室が不要という APM 車両の特徴をいかし，大胆にカッ

回生ブレーキ併用電気指令式空気ブレーキ（保安ブレーキ／駐車ブレーキ付）（応荷重制御・滑走制御付）

微妙な３次曲面としており多面体による鋭角なイメージを和ブレーキ方式

エクステリアデザインは，車両全体でクリスタルイメージの具現化を図っている．特に先頭形状は，全自動無人運転でトした多面体で構成している．しかし，各面は平面ではなくらげ洗練された都会的な豊かさと落ち着きを与えている．
車体外装はパールホワイトとインディゴブルーで塗り分けし，同時にウインドウグラフィック（窓形状）をデザイン的化している．プロトタイプ車両を１両試作し基本性能・機能を検証した後，今回のシンガポール LTA 向けに内外装デザ
インの具現化，客先要求仕様への適合等の商品化，量産化設計を行った．
以下の節では，車両における主な開発項目及び新設計項目について概要を述べる．
3．2

意 匠 設 計に調和させ，従来にない明快なスタイルとなっている．
3．2．3 インテリアデザイン
インテリアデザインは，デザインコンセプトと客室内に必要とされる機能との融合を図った．乗客に対する情報を客室
コーナ部に集約して配置し，視認性と機能性を向上している．
具体的には，車両前面に向かって左側のコーナに路線図等の運行サービス情報を，右側のコーナには非常時の情報として

車両はシステムの核であると同時に顔である．したがって，

非常停止ボタンや非常通報装置及びそれらにかかわる注意・

その車両のデザイン（内外装）は，お客様に車両そしてシス警告ラベルを配した．併せて各コーナには LCD 情報表示装テムを第一に印象付けるものである．今日，車両デザインは

置も１台ずつ配置している．また，車内のグラフィックサイ

商品価値を高め他車両との差別化を図る上で重要な要素となンについても顧客の要件を遵守しつつデザイナの意見を採りっている．

入れデザイン性の向上を図った．

このような背景のなかで，本 APM 車両の開発においては車内の配色は，側面及び天井の白色と床面のグレー色を基

社外の工業デザイナに参画してもらいデザインの提案から監調としている．それに腰掛はグレイッシュなブルー，手摺り修までを業務委託した．工業デザイナとの共同作業によりデ及び握り棒はワインカラーとしてアクセントを加えた．この三菱重工技報 Vol.40 No.3（2003_5）

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ような配色により，とかく白またはグレー系の内装に金属色

信号保安システムへの要求とは別に車両に衝突安全性を要求の手摺り等が配置され無機質となりがちな車内を明るくかつされる場合が多くなっている．本 APM 車両では，車両同士親しみやすいイメージにまとめている．

が衝突した場合でも客室空間に崩壊が至らぬことそして崩壊部分の長さは１ m 以内に収めることとの要求が出された．

車内の見付を図２に示す．
3．3

乗り心地設計

衝突安全性は，軌道系交通システムの車両ではまだ十分に車両の乗り心地は，車両の振動伝達特性と走行路面の凹凸確立されていない技術分野である．そのため，今回，先進の性状（凹凸量と凹凸波長）の両者によって決まってくるもの

自動車の衝突安全技術及び設計手法の導入と応用を図った．

であり，車両と走行路面の境界に存在する技術領域である．
そこで，快適な乗り心地を実現するために，走行路面の凹凸

以下に衝突安全設計の要点を述べる．
3．4．1 衝突条件と設計目標

性状を考慮した車両の振動乗り心地解析を行い，車両振動伝

APM システムでは，信号保安システムにより車両同士の達特性の適正化設計と路面凹凸性状の適正な施工管理を実施

衝突防止が図られているため，システム全体の安全性能と整し，良好な乗り心地を実現している．

合性をとりつつ車両で担保すべき衝突条件と衝突安全性能の車両の振動乗り心地解析の概念を図３に示す．

目標値を導いた．これらを表３にまとめる．表に示すように，

3．4

車両同士の衝突は限定された手動運転時にのみ人為的ミスに衝突安全設計軌道系交通システムでは信号保安システムにより車両同士より発生しうると条件を導いた．また目標値は，衝突安全にの衝突防止が担保されているが，近年の海外案件においては対する要求仕様と車両の基本仕様，強度条件等と整合性をとって導いたものである．
3．4．2 衝突エネルギー吸収のシナリオ
衝突安全性の確保には，適切な衝突エネルギーの吸収とそれによる衝突衝撃の緩和を行うことが重要である．衝突時における衝突エネルギー吸収のシナリオを図４に示す．衝突エネルギーは，連結器の緩衝装置と車体に設けた衝突エネルギ
ー吸収構造（後述するメカニカルヒューズ）によって吸収さ
表３

車両の衝突条件と設計目標

項 目

図２

車内見付

諸

運転条件

車上 AVP 保護下での手動運転

衝突条件

同質量同速度の車両同士の正面衝突

衝突時の車両質量

定員乗車質量

衝突条件 衝突速度
車両特性

11 km/h
上下方向オフセット
左右方向オフセット
曲線での車両相互の姿勢角を考慮

インフラ（走行路面）
偏倚条件

解析モデル

元

走行軌道イメージ
崩壊部分の長さ

車両先頭部 0.5 m 以下
客室に及ばないこと

吸収エネルギー

110 kJ 以上

衝突時の衝撃力300 kN 以下

Irregularity（mm）

振動伝達特性

路面凹凸性状Frequency（Hz）

メカニカルヒューズによるエネルギー吸収衝 突

衝突時の衝撃力

車体台枠強度Distance（m）
連結器緩衝装置による衝突エネルギー吸収

連結器脱落

連結器取付ボルト折損による連結器の脱落

連結器緩衝装置によるエネルギー吸収

車両の振動乗り心地
Acceleration（m/s2）

Acceleration（m/s2）

設計目標

図３

乗り心地予測結果

メカニカルヒューズによる衝突エネルギー吸収

メカニカルヒューズの崩壊長さ

Frequency（Hz）

車両の振動乗り心地解析の概念

変 形

図４

衝突エネルギー吸収のシナリオ
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れる．特に，連結器の緩衝能力を超えるような衝突では車体ことを確認した．このように，メカニカルヒューズが所期の同士が衝突し車体の先端部に設けられた衝突エネルギー吸収

衝突特性を有していることが検証され，同時に CAE 解析の構造が変形及び崩壊し衝突荷重を規定値以下に抑えながら均妥当性も検証された．

一で安定した衝突エネルギーの吸収を行う．

最後に，メカニカルヒューズを取り付けた車両全体での衝3．4．3 衝突エネルギー吸収構造

突特性の評価を行った．検証は，先に妥当性が確立された車体構造の一部に衝突エネルギー吸収構造を設け，他の強CAE 解析のみとし実車による試験は省略した．直線上で正度要件と両立を図りながら車体構造を最適化することは難し

面衝突させた場合の衝突解析結果を図７に示す．図に示すよい課題である．そのため，本 APM 車両では別体の衝突エネ

うに衝突後の車両前頭部の崩壊長さは 0.27 m であり設計目

ルギー吸収構造物（メカニカルヒューズ）を車体に取り付け標の 0.5m を満足している．

る方式を採用した．このメカニカルヒューズは，三菱ふそう

また，安定した変形及び崩壊がなされていることも分かる．

トラック・バス（株）により原子力燃料搬送車両用に開発ささらに，曲線上での斜め衝突についても同様に CAE 解析にれたものを基本としており，鋼製の穴明き角錐チューブ構造をしている．先端に受けた衝突荷重によりチューブが座屈変

衝突エネルギー吸収のシナリオ

形し，
衝突エネルギーの吸収を行うメカニズムである（図６）．
メカニカルヒューズは，車体先端下部の左右に取り付けら

概 念 設 計れている．また，車体構造の先頭部構造は，通常の荷重には強度を保ちつつ，衝突荷重に対しては崩壊しやすいように穴基 本 設 計明け等により変形・崩壊モードに対し方向性を持たせてある．
3．4．4 構造の設計と検証
APM 車両の衝突エネルギー吸収構造の設計から検証に至る大まかな流れを図５に示す．

メカニカルヒューズ単体の衝突試験（要素試験）

メカニカルヒューズ単体の弾塑性FEM解析（静解析及び動解析）

基本設計を終えた後，メカニカルヒューズについて CAE
解析と要素試験により詳細設計と検証を同時並行的に実施し車体先頭部構造の弾塑性FEM解析（静解析）

た．各ステップにおける解析及び要素試験は，所期の目論見を満足するまで設計を改良しながら繰り返し実施している．
メカニカルヒューズについては，実物単体での衝突試験を実施し最終的な動的破壊特性と座屈モードの検証を行った．図CAE解析

６にヒューズの変形モードに対する解析と試験結果の比較を

車体全体に対する衝突解析（動解析）

示す．図６に示すように変形モードは解析と試験結果がよく
評 価一致している．同時に，衝突エネルギー吸収特性についても解析と試験結果はよく一致し所定の目標仕様を満足している

図５

（ms）
0

60
（ms）

10
（ms）

80
（ms）

20
（ms）

100
（ms）

40
（ms）

140
（ms）

FEM 解析

要素試験

図６

FEM 解析

衝突エネルギー吸収構造の設計フロー

要素試験

メカニカルヒューズの変形過程
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車両前端部変形状況

衝突速度：11km/h

車両条件

AVP
アンテナ

AVP
受信装置

AVP
制御装置

ブレーキ指令

AVO
送受信装置

AVO
制御装置

力行指令
ブレーキ指令

AVO
アンテナ

速度発電機

（a）従来の装置構成

車両条件

AVP/AVO 制御装置
AVP
受信装置
AVP/AVO
制御処理

270mm

力行指令
ブレーキ指令AVO
送受信装置

メカニカルヒューズ

崩壊長さ

図７

車両衝突解析結果

AVP
アンテナ

AVO
アンテナ

速度発電機

（b）AVPとAVOを一体化した装置構成

図８

車上自動運転制御装置の装置構成より良好な結果を得ている．
このように CAE 解析と要素試験を効果的に活用し車両の衝突エネルギー吸収構造の設計と検証を行い，目標仕様を満下のように考え方を整理した．

足する良好な結果を得ることができた．同時に精度の良い

A 保安に関する機能を有する AVP のソフトウェアは，AVO

CAE 解析により大掛かりとなる実車試験を省略でき大幅な開発期間の短縮と費用の低減を達成できた．
3．5

車上自動運転制御装置（AVP，AVO）の統合

信号保安及び自動運転システムは国内新交通システムの方式に準じている．これらのシステムを構成する車上装置は全と分離してその安全性を確保する．
B AVO 演算は AVP プログラムの空き時間（CPU が利用されていない時間）で実行し，かつ AVP と AVO は機能や制御論理を完全に独立させる．
C AVP と AVO で変数を共有することは禁止する．ただし，自動無人運転を行う APM 車両に特有の装置である．単車でAVO が AVP の処理結果を参照することは許可する．

かつ車体の小さい本 APM 車両の開発において，客室内の狭以上により，本装置のソフトウェアは，AVP と AVO それ

い艤装スペースに収納できるようこれらの機器の小型・軽量

ぞれの機能を明確に分離され独立性を保つことになり，保安化が必須条件であった．

装置としての役割や安全性が確保されている．

これに対し，従来機能ごとに機器が独立しかつメーカもソフトウェアの演算処理は，従来からの単一の定周期割込

別々であった機器構成を見直し，機能のインテグレーション

により一連のプログラムが順次直列に処理されるシングルス

とともに車上制御装置の統合と機器の小型・軽量化を行っ

レッド構造としている．一体化においては AVP と AVO の２た．具体的には，保安装置である AVP 受信装置と AVP 制御

つの機能の処理が必要となるが，これらを並列に処理させる装置及び自動運転を行うために必要な AVO 制御装置を一つ構造とはせずシングルスレッド構造を保つこととした．すなに集約した装置を開発して小型・軽量化と付帯する艤装配線

わち，AVP に関する処理の後に AVO に関する処理を追加しの削減を図った．

て，これらが直列に実行されるようなプログラムとし，プロ

図８（a）に従来の車上制御装置の装置構成を示す．図に示すように，AVP 制御装置と AVO 制御装置の装置構成にはグラムの構造が複雑になることを避けた．図９にソフトウェ
ア一体化の概念を示す．

速度発電機入力や運転台入力などの入出力信号に共通点があ

AVP 制御に関する機能は並列二重系，AVO 制御に関するる．この点に着目し，AVP 制御装置と AVO 制御装置の同一機能は待機二重系の構成としており，信頼性を向上させていCPU 化とハードウェア共用化をし，さらにこれに AVP 受信

る．AVP 制御と AVO 制御は同一 CPU システム内で動作する装置を同一箱体に収納した．その結果，図８（b）に示すよが，機能上は AVP と AVO に分離されたため，故障の内容もうに AVP 信号の受信から列車制御，自動運転までの制御を

AVP に関するものと AVO に関するものとの２種類を設けて１つの装置で実現することができた．

いる．

AVP は列車の安全を確保する保安装置であり，AVO は自ハードウェアの自己診断（CPU の故障照査など）は AVP

動運転を行う装置である．目的や性格の異なるこの２つの装に関する機能としており，照査の結果故障と判断した場合に置の機能の一体化において，最優先の条件は保安装置であるは他系に切り換えるようにしている．AVP の故障の内容に

AVP の機能を失ってはならないことである．これに対し以は AVP と AVO の共有ハードウェア故障が含まれるため，同
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処理開始

処理開始

処理開始

故障検知
処
理

故障検知
処
理

故障検知
処
理

入出力
処 理

入出力
処 理

AVO 処理

AVP処理

入出力
処 理

AVP AVO一体化

AVP 処理車両条件
速度信号

入力インタフェース

AVP制御部
AVO 制御部ハードウェア
自己診断結果正常リレー制御

AVP制御内容取得
正常
リレー
制御

AVO 処理
処理終了（AVO 送受信器）

処理終了

制御出力

制御出力

処理終了
従来の AVP/AVO 分離の
ソフトウェア構成

図９

ハ
ー
ド
ウ
ェ
ア
の
構
造

AVP 正常AVP AVOを一体化したソフトウェア構成

AVO 正常AVP と AVO のソフトウェア一体化の概念
ブレーキ指令停車検知

時に AVO も故障にするようにしている．

図 10

ソ
フ
ト
ウ
ェ
ア
の
構
造

力行指令
ブレーキ指令AVP と AVO を一体化した機能構造

AVO に関する機能では，AVO でのみ使用している入出力
ハードウェアの故障照査を行う．照査の結果，入出力故障と3．6．2 耐 火 性 能判断された場合は AVO 故障として AVO に関する出力を全て当然ながら車両には耐火性が求められ，特に海外ではその遮断した上で他系に切り換えるが，AVP はそのまま制御を要求基準は厳しいものとなっている．本 APM 車両では，車継続できるようなソフトウェア・ハードウェア構成としてお体構造に対して NFPA130 とその引用規格 ASTM の遵守が求り AVP に関する機能は失わずに制御を継続することができめられた．特に床構造に対しては， ASTM E-119 に基づき規るようにしている．この関係を図 10 に示す．

定された燃焼温度パターンで床下より加熱・燃焼させた場合

このように，車上自動運転制御装置（AVP，AVO）の機能，

でも床面の平均温度上昇が 15 分間で 139 ℃を超えないように

ハードウェア，ソフトウェアの統合・一体化を行い，装置の規定されている．これに対し，床構造の下面に断熱材による小型・軽量化，機能のインテグレーション化が達成できた．

断熱層を設け床上面への熱伝導を抑える構造を採用した．耐

3．6

海外仕様・規格への適合

火性能は，実物大の床構造を製作し，それに対し第三者機関

単車で無人自動運転する車両の基本的な性能・機能はプロ
トタイプ車両によって検証・確認された．しかしながら，商品化・量産化し市場へ投入するに当たり，個々の海外案件ににおいて燃焼試験を実施し検証した．このほか，内装材等の部品，材料についても耐火規格適合品を使用している．
3．6．3 前面貫通強度

おいて個別の要求仕様や適用規格を満たさなければならない

海外案件向け車両では，車両前面への飛来物に対する強度部分がある．先述のデザインや衝突安全性も今日海外案件でが求められることも多くなっている．本 APM 車両では，車求められる特徴的なものであるが，ここではその他の例につ両速度の 2 倍の速度で BRB/RIA 20 に規定される質量 0.9 kg，いて述べる．

一辺 75 mm の中空鋼製立方体の角部が衝突した場合でも前3．6．1 空調システム

面ガラス及び前面の構造物を貫通しないことが求められた．

シンガポールは熱帯性気候であり空調システムの性能・能

これに対し，
前面ガラスには航空機の風防用ガラスを採用し，力は不可欠な要件である．冷房能力は，定員 105 人の状態でその他の前面構造物は FRP 製とした．いずれも実物での検外気条件 34 ℃ DB，75 ％ RH のもと常時 0.175 m /sec の新鮮証試験を実施しその貫通性能を確認した．

外気を取り入れながら車内を 26 ℃ DB，60 ％ RH に保つよう

3．6．4 EMC（電磁的両立性）

3に 32 kW とした．空調装置は，車両外観デザインに調和す

近年，電子機器がいろいろな目的のために使用されるようるように屋根に落とし込む薄型タイプを開発し２つのユニッになりかつその回路の内容も複雑になってきたことにより，

トが両車端部屋根部に装備されている．

装置相互で電磁的な干渉を起こす機会が増加している．その空調システムの性能検証においては，空調装置単体の冷房ため，装置から電磁ノイズを出さない，また外来の電磁ノイ能力試験に加え，社内の環境試験室で実車を用いシンガポー

ズに装置が影響されない能力すなわち電磁的両立性

ルの環境条件（温度，湿度，日射等）を模擬した環境試験を（EMC ： Electro Magnetic Compatibility）が求められるよう実施した．なお，冷媒には代替フロン R 407 C を採用し地球になってきている．本 APM システムでは，EN 規格への適環境へ配慮している．

合が要求された．これに対し，規格に基づき各車載機器単体
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150
相互乗入れ用スロット

相互乗入れ用
スロット

西ループ用車両

1 暫定線形の作成

東ループ用車両

2 クライテリアに沿ったシミュレーション

4 改善線形の提案

東ループ

西ループ

No

3 走行シミュレーションによる線形評価

タウンセンター駅（地下鉄に連絡）

図 11

YES

合流部同期制御の概念

5 線形の決定

図 12線形の最適化ルーチン

から車両全体さらには地上のサブシステムを含めた EMC 試
験を実施した．その結果，十分な EMC 性能を有しているこ

タをそれぞれ１台ずつ設置し，直流 750 V として車両に給電とを確認している．

している．通常時には，車両基地，東ループ，西ループへは

4．サブシステムの構築
4．1

運行管理システム

運行管理システムは，国内の新交通システムに準じている．

それぞれのき電変電所より給電されるが，１つの変電所が給電停止した場合には，東ループと西ループの合流部に設置している開閉器を閉じることにより，相互の変電所より給電できるようにしてある．

本 APM システムの運行は図 11 に示すとおり，東西各々のル

4．3 軌道及び軌道付帯設備

ープ線を内回り外回り走行する列車が地下鉄連絡駅（タウン

4．3．1 線 形 計 画センター）に乗り入れるという特徴がある．これまでの鉄道

本 APM システムは，その導入地域が郊外のニュータウン

及び新交通システムでは，タウンセンター駅に相当する駅にであり，またループ線形状，立体交差を有しているため，曲は東西ループ線用の独立したプラットフォームを設け独立し線や縦断勾配を多用した複雑な線形計画が要求された．このた路線運用をしている．しかしながら，本 APM システムでため，建設コンサルタントによる都市計画の段階から積極的

は周辺の都市開発の事状により高架軌道構造物をできる限りにシミュレーションを用いた独自の線形計画・修正案を立案小さくする必要があった．そのため，タウンセンター駅にはし，線形上の制約からくる速度制限を最少化しスムースな乗

独立したプラットフォームを設けず同一のプラットフォーム

り心地を実現した．その手順を図 12 に示す．

に東西のループの列車が相互に乗り入れできるように運行管

A 暫定線形の作成（建設コンサルタントによる提案）．

理システムを構築した．

B 線形クライテリア及び車両特性を織り込んだ走行シミュ

このような運行を行うためには，東ループ及び西ループに対し規定されている輸送量に基づく運転時隔を路線合流部で同期させる必要がある．これに対し図 11 に示す同期制御のレーションによる線形の評価．
C 線形の評価を行い，走行パターンより拘束条件となっている線形要素を抽出し，対象の線形要素を変更する．

概念を用いた．本同期制御は，客先要求上の最小運転時隔にD 再度シミュレーションを行い，線形を再評価する．

列車をスロットと呼ばれる位置に配置しスロットの中間に相E 評価が良ければ線形を決定．

互乗り入れする反対側の路線のスロットを組み合わすものである．タウンセンター進入側の合流部では，最小運転時隔の以上の５項目を各駅間に対して繰り返し，線形の最適化を図った．
4．3．2 軌 道 構 造 物

1/2 で運行制御を行うため合流部−タウンセンター間の運行
密度を上げる閉そく割り及び信号現示割付を行った．また，

案内軌条は軌道両側に設置され，車両を側方からガイドし

同区間での列車渋滞を防ぐため合流部手前の駅の列車出発タている．等間隔で保持金具により H 形鋼の案内軌条を把持

イミングを駅制御装置により調整する出発抑止機能も付加ししている．
電車線は軌道の片方に設置され，DC750 V を車両に給電し

ている．
4．2

電力システムている．電車線は共通のブラケットにより案内軌条とともに電力システムは，受電変電所にて 22 kV，３相，50 Hz を等間隔で把持されている．導電体はアルミニウムであり，ま上位変電所より受電しループ方式にて各駅に 22 kV をそのまたしゅう動面に耐摩耗性材質としてステンレスを採用していま配電する方式としている．各駅においては，構内変圧器にる．

て 22 kV を交流 400/230 V に降圧し，駅付帯設備に配電している．き電変電所は，車両基地，東ループ，西ループに１箇所ずつ配置している．各き電変電所には，整流器，インバー

分岐器は本線上に 16 基，車両基地内に 21 基の計 37 基が設置され，すべて中央制御室より遠隔制御される．
また，メンテナンス時の作業車両の移動に必要な分岐器の三菱重工技報 Vol.40 No.3（2003_5）

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転換方向を表示するため，簡易型の灯火システム（ラインサさはその程度によりランク分けされ，発生頻度で６段階，被イドシグル）を開発した．信号機の状態表示として停止，直害の大きさで４段階にランク分けされている．発生頻度と被進，左（右）のいずれかを１つの信号機で灯火することとし害の大きさのランクの組合せからリスクの程度が得られる．

た．その信号には，長寿命で玉切れがなく昼夜を問わず認識

次にランク分けされたリスクに対し Safety 解析を実施しできる高輝度 LED を採用した．さらに，接点を共有していた．Safety 解析には，SSHA（Subsystem Hazard Analysis），

るため中央司令室からの信号に対して転轍機の転換との同期

IHA（Interface Hazard Analysis），OSHA（Operation &が保証されている．

Maintenance Hazard Analysis）の３種類がある．SSHA は主

4．4

メンテナンス設備に機器やユニットの故障によって起こるハザードを扱うもの

車両基地はセンカン線に隣接し，地下鉄の車両基地二階部である．IHA はサブシステム間のインターフェースの故障，分の人工地盤上に設置されている．総面積は約 3.5 ha，分岐

不具合によって起こるハザードを解析するもので，OSHA は器 21 基，緩衝器８基，６線ある検車線・重検線やメンテナ

運用，維持管理の作業において発生するハザードを対象としンススペース，中央司令室を備えた２階建てメインビル，自ている．

動洗車装置，保線車車庫，出庫検査場，留置試験線や受変電

このような手順と解析手法を用いて，SSHA で約 1400 項目，

設備，さらにオーバーホールの後に走行試験を行う試験線もIHA で約 800 項目，OSHA で約 700 項目のハザードを解析・備えている．

評価した．解析の過程において顕在化した高リスクのハザー

4．5

RAMS

今日，海外向け交通システムの導入に際しては，そのシステムとしての信頼性，安全性を事前に評価することが技術的要件として求められる．本 APM システムでは，Reliability（信頼性），Availability（稼動率），Maintainability（保全性），

ドに対しては適切な対策を施しリスクの低減も行った．その結果，システムとしてハザードのリスクは低減され，交通シ
ステムとして運用に支障のないことが確認された．

5．ま

と

め

Safety（安全性）をからなる RAMS の解析を導入・実施した．

2003 年１月にシンガポール LTA 向け APM システムのセン

この RAMS は大きく RAM（Reliability，Availability，

カン線が開業した．本報に APM 車両とそれを支えるサブシ

Maintainability）と S（Safety）の部分に分けられる．

ステムの概要を紹介した．今後お客様に Crystal Mover とい

Reliability 解析では，FMECA（Failure Mode Effect &Criticality Analysis ：故障モード・影響解析）の解析手法をう名称とともに受け入れられ，都市内輸送システムとして所期の目的を達成することを強く願う次第である．

用いて，各 LRU（Line Replaceable Unit ：交換可能なユニッ

最後に，本 APM システムの完成に当たり，ご指導ご協力

ト単位）の MTBF（Mean Time Between Failure ：平均故障をいただいた関係各方面の方々に深く感謝の意を表します．

間隔）からシステム全体の MTBF を算出した．
Maintainability 解析では，PMA（Preventive MaintenanceAnalysis ：予防保全解析）と CMA（Corrective Maintenance

持留裕之

増川正久

機械事業本部
プラント・交通システム
事業センター交通シ
ステム・機械技術部
車両・機械設計課

機械事業本部
プラント・交通システ
ム事業センター交通シ
ステム・機械技術部プ
ロジェクトグループ長

MTTR から Availability を算出した．Availability は MTBF/

鈴木康之

柏誠

（MTBF ＋ MTTR）で表わされる．そしてこの結果が機械事業本部
プラント・交通システ
ム事業センター交通シ
ステム・機械技術部
システム制御設計課

機械事業本部
プラント・交通システ
ム事業センター交通シ
ステム・機械技術部
交通システム設計課

貞光伸一

河野浩幸

長崎造船所
艦艇部
電武装設計課

技術本部
広島研究所
機械研究室

Analysis ：事後保全解析）の解析手法を用いて，各 LRU のMTTR（Mean Time To Repair ：平均修復時間）からシステ
ム全体の MTTR を算出した．
Availability 解析では，得られたシステム全体の MTBF と

Availability の要求値，車両 99.00 ％，信号 99.98 ％，電力
99.99 ％を満足していることを確認した．
Safety の解析は，MIL-STD-882C 及び DEF-STAN-0056 の規格に基づいて実施した．
まず，システムにおいて起こり得る危険（ハザード）を列挙した．そして，各ハザードの発生頻度とそのハザードによる事故の被害の大きさを評価した．発生頻度及び被害の大き三菱重工技報 Vol.40 No.3（2003_5）