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無線通信と自動運転による知的エネルギー管理を備えた軌道系先進都市交通の研究

研究課題

研究課題/領域番号 16H04313
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電力工学・電力変換・電気機器
研究機関東京大学

研究代表者

古関 隆章  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (20211899)

研究分担者 近藤 圭一郎  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (10425895)
長谷川 智紀  独立行政法人交通安全環境研究所, その他部局等, 主席研究員 (20419112)
宮武 昌史  上智大学, 理工学部, 教授 (30318216)
研究協力者 カンピーラワット ワラユット  
サルマン アーメッド  
ドゥク・バン・ドアン  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
15,340千円 (直接経費: 11,800千円、間接経費: 3,540千円)
2018年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2017年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2016年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
キーワード電気鉄道 / 都市交通 / 運転曲線 / 省エネルギー運転 / 自動運転 / 運行管理 / 電磁両立性 / 磁気浮上 / 都市鉄交通 / 省エネルギー / エネルギー蓄積
研究成果の概要

現在特に発展の著しい国際競争力ある都市軌道交通システム技術の提案を目指し、留学生等と議論しインド、中国、ベトナム等の都市交通への技術的要求を調査し、最終的にタイ、バンコク市へ適用に絞り込み、蓄電装置と連続列車位置情報に基づく自動運転を前提に、蓄電装置の合理的配置と省エネルギー運転法を統合設計する最適化手法をまとめた。これに伴う駆動用電力変換技術、無線列車制御運転システムの電磁両立性と安全評価を分担研究者がまとめた。
上記と並行して、将来の先進都市交通駆動基盤技術の一提案として、永久磁石式リニア同期モータと3自由度磁気浮上制御を組み合わせる机上小型実験装置を設計・試作し、基本性能を実証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

電気エネルギー有効活用と情報技術に基づく安全かつ省エネルギーな都市交通は、日本が先導する技術分野だが、安定成長と高齢社会となった日本での新線建設は少ない。その発展のフィールドは周辺アジア市場に移っている。このアジア市場での技術要求を整理し、我が国が得意な省エネルギー安定運行、そして高い安全性を実現するシステム設計と運転制御技術の一例を、先端的情報通信技術を応用する形で具体化した。また、将来技術として、静かで先端技術としての魅力を持つ磁気浮上の新たな形態を提案した。これらは周辺諸国の期待に答えるとともに、日本の軌道交通システムの国際競争力を高める意味で、社会的意義がある。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 3件) 備考 (6件)

  • [雑誌論文] Energy Efficient Train Trajectory in the Railway with Moving Block Signaling System2019

    • 著者名/発表者名
      S. Ichikawa, M. Miyatake
    • 雑誌名

      IEEJ Journal on Industry Applications

      巻: 8

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 直流電気鉄道における回生負荷遮断時のシミュレーションを用いた軽負荷回生制御系設計2018

    • 著者名/発表者名
      Kawagoe Natsuki、Kobayashi Hiroyasu、Kondo Keiichiro、Iwasaki Tetsuya、Tsumura Akihiro
    • 雑誌名

      電気学会論文誌D(産業応用部門誌)

      巻: 138 号: 6 ページ: 513-521

    • DOI

      10.1541/ieejias.138.513

    • NAID

      130007382745

    • ISSN
      0913-6339, 1348-8163
    • 年月日
      2018-06-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Iterative Dynamic Programming for Optimal Control Problem with Isoperimetric Constraint and Its Application to Optimal Eco-driving Control of Electric Vehicle2018

    • 著者名/発表者名
      Doan Van-Duc、Fujimoto Hiroshi、Koseki Takafumi、Yasuda Tomio、Kishi Hiroyuki、Fujita Toshiyuki
    • 雑誌名

      IEEJ Journal of Industry Applications

      巻: 7 号: 1 ページ: 80-92

    • DOI

      10.1541/ieejjia.7.80

    • NAID

      130006301770

    • ISSN
      2187-1094, 2187-1108
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Simultaneous Optimization of Speed Profile and Allocation of Wireless Power Transfer System for Autonomous Driving Electric Vehicles2018

    • 著者名/発表者名
      Doan Van-Duc、Fujimoto Hiroshi、Koseki Takafumi、Yasuda Tomio、Kishi Hiroyuki、Fujita Toshiyuki
    • 雑誌名

      IEEJ Journal of Industry Applications

      巻: 7 号: 2 ページ: 189-201

    • DOI

      10.1541/ieejjia.7.189

    • NAID

      130006407848

    • ISSN
      2187-1094, 2187-1108
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 固定閉塞式信号システムの影響を考慮した列車の省エネルギー運転曲線導出2018

    • 著者名/発表者名
      大場 直樹, 宮武 昌史
    • 雑誌名

      電気学会論文誌D(産業応用部門誌)

      巻: 138 号: 4 ページ: 282-290

    • DOI

      10.1541/ieejias.138.282

    • NAID

      130006602486

    • ISSN
      0913-6339, 1348-8163
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 突極形永久磁石同期電動機のトルクフィードバック制御系における設計と電圧余裕の検討2016

    • 著者名/発表者名
      松尾健太郎、齋藤達仁、粟田壮一郎、近藤圭一郎
    • 雑誌名

      電気学会論文誌D(産業応用部門誌)

      巻: 136 号: 12 ページ: 925-936

    • DOI

      10.1541/ieejias.136.925

    • NAID

      130005171614

    • ISSN
      0913-6339, 1348-8163
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 遅延の波及を考慮した列車の省エネルギー運転に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      大場 直樹, 宮武 昌史
    • 学会等名
      H31年電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 架線・蓄電装置ハイブリッド鉄道車両における非常運転時の所要エネルギー容量とパワー容量に関する基礎検討2019

    • 著者名/発表者名
      小林宏泰,近藤圭一郎,古関隆章,宮武昌史
    • 学会等名
      電気学会 交通・電気鉄道研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] き電回路計算を用いたリアルタイムな列車力行電力の制限による鉄道用変電所の電力ピークカット手法2019

    • 著者名/発表者名
      清水 龍,古関隆章
    • 学会等名
      電気学会 交通・電気鉄道研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 短時隔時の省エネルギー運転に関する検討2018

    • 著者名/発表者名
      大場 直樹, 宮武 昌史
    • 学会等名
      鉄道技術連合シンポジウム J-Rail2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 移動閉塞信号システム導入路線における省エネルギー運転曲線2018

    • 著者名/発表者名
      市川 駿, 宮武 昌史
    • 学会等名
      平成 30 年電気学会産業応用部門大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 電気鉄道の省エネルギー運転手法の評価に有用な駅間走行時分と消費電力量の実測値の可視化2018

    • 著者名/発表者名
      三好正太,古関隆章,渡邉翔一郎,磯部栄介
    • 学会等名
      電気学会 交通・電気鉄道研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 列車運転シミュレータを活用した手動運転の電力量評価とリアルタイム運転曲線計算の基礎検討2018

    • 著者名/発表者名
      渡邉翔一郎,竹内俊裕,長谷川智紀,押立貴志
    • 学会等名
      電気学会 交通・電気鉄道研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 鉄軌道のドライバレス自動運転技術の内外情勢と日本での積極的導入に向けた課題2018

    • 著者名/発表者名
      古関隆章,篠田憲幸,水間毅
    • 学会等名
      電気学会 交通・電気鉄道研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 列車出発時間の調整による電力ピークカット手法の饋電回路を考慮した傾向分析2018

    • 著者名/発表者名
      清水 龍,古関隆章,渡邉翔一郎
    • 学会等名
      電気学会 交通・電気鉄道研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 列車運転シミュレータを活用した運転支援装置の評価に向けた基礎検討2018

    • 著者名/発表者名
      渡邉翔一郎,竹内俊裕,長谷川智紀,山口大助,押立貴志
    • 学会等名
      電気学会 交通・電気鉄道研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Efficient Urban Railway Design integrating Train Scheduling, Onboard Energy Storage, and Traction Power Managemen2018

    • 著者名/発表者名
      W. Kampeerawat, F. Zhou, and T. Koseki
    • 学会等名
      2018 International Power Electronics Conference (IPEC)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Proposal of a compact magnetically levitated transverse flux permanent magnet linear synchronous motor as a 6 DOF transport carrier2018

    • 著者名/発表者名
      S. Ahmed, T. Koseki, and H.-J. Kim
    • 学会等名
      The 9th International Conference on Power Electronics, Machines and Drives (PEMD 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigation on armature core structure for increasing thrust of a double sided permanent magnet transverse flux linear synchronous motor by considering winding assembl2018

    • 著者名/発表者名
      Salman Ahmed, Takafumi Koseki, Houng Joong Kim
    • 学会等名
      電気学会リニアドライブ研究会LD-18-023
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Energy Efficient Train Trajectory in High-Frequency Line with Moving Block Signaling System2018

    • 著者名/発表者名
      市川 駿, 宮武 昌史
    • 学会等名
      電気学会 交通・電気鉄道研究会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Investigation on armature core structure for increasing thrust of a double sided permanent magnet transverse flux linear synchronous motor by considering winding assembly2018

    • 著者名/発表者名
      Salman Ahmed, Takafumi Koseki, Houng Joong Kim
    • 学会等名
      電気学会 リニアドライブ研究会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Integrated Design of Train Scheduling and Wayside Energy Storage for Energy-Saving Urban Railway Operation - A Case Study of Bangkok Rapid Transit System2017

    • 著者名/発表者名
      W. Kampeerawat, T. Koseki
    • 学会等名
      電気学会ITS 交通・電気鉄道合同研究会 鉄道、ITS交通一般, ITS-17-043, TER-17-069
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] A strategy for utilization of regenerative energy in urban railway system by application of smart train scheduling and wayside energy storage system2017

    • 著者名/発表者名
      W. Kampeerawat, T. Koseki
    • 学会等名
      2017 International Conference on Alternative Energy in Developing Countries and Emerging Economies (AEDCEE-2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 省エネルギー列車ダイヤに関する研究動向調査と考察2017

    • 著者名/発表者名
      宮武 昌史
    • 学会等名
      電気学会 ITS/交通・電気鉄道 合同研究会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Smart combination of sensorless electromagnetic levitation and zero power control: A complimentary pair enhancing mutual strengths2017

    • 著者名/発表者名
      Salman Ahmed and Takafumi Koseki
    • 学会等名
      2017 IEEE International Conference on Mechatronics (ICM)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 古関研究室 研究活動

    • URL

      https://koseki.t.u-tokyo.ac.jp/research.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 古関研究室 研究活動 2017

    • URL

      https://koseki.t.u-tokyo.ac.jp/report2017.ja.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 東京大 古関研究室研究レポート

    • URL

      http://koseki.t.u-tokyo.ac.jp/report.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 千葉大 パワーシステム研究室

    • URL

      http://ps.te.chiba-u.jp/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 上智大宮武研究室

    • URL

      http://miyatake.main.jp/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 交通安全環境研究所

    • URL

      https://www.ntsel.go.jp/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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