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災害,機器故障にレジリエントな電気鉄道システム構築に向けた方法論

研究課題

研究課題/領域番号 16K06428
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 制御・システム工学
研究機関上智大学

研究代表者

宮武 昌史  上智大学, 理工学部, 教授 (30318216)

研究分担者 富井 規雄  千葉工業大学, 情報科学部, 教授 (50426029)
近藤 圭一郎  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (10425895)
研究協力者 古関 隆章  
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
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード電気鉄道 / レジリエンス / 電力 / 運輸 / 車両 / 次世代交通システム / エネルギー / 運行管理
研究成果の概要

近年,災害や機器故障に起因する鉄道の輸送障害は,路線や運行の複雑化等に伴って広範囲に及ぶケースが増えている。そこで,本研究では,主に電気工学と情報工学の分野横断的アプローチにより,電源喪失時に蓄電装置を用いて安全な場所に列車を移動させる方法,運転継続性の高い車両の構成法,広域的輸送障害を回避する乗客迂回や運転整理方法などについて成果を得て,鉄道のレジリエンスを高める方法論を構築できた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

電源喪失時や電力制限時の鉄道運行は,電気工学や情報工学を生かした工夫により,その影響を小さく抑え込めることが明らかになった。学術的には,蓄電装置の効率的利用や,ピーク電力制限といった電気工学面での新たな知見と,大規模な乱れ時の運行の効率化を数理モデルの深度化により検討した情報工学面での新たな知見を得た。社会的には,公共交通のレジリエンスは国土強靭化に不可欠であり,まさに今必要とされる研究と言える。

報告書

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

    (30件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 10件、 招待講演 2件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Increase in Robustness against Effects of Coil Misalignment on Electrical Parameters Using Magnetic Material Layer in Planar Coils of Wireless Power Transfer Transformer2018

    • 著者名/発表者名
      Pinon Pereira Dias Joao、Miyatake Masafumi
    • 雑誌名

      Energies

      巻: 11 号: 8 ページ: 1970-1970

    • DOI

      10.3390/en11081970

    • 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] A Simple Active Power Control for High Power Wireless Power Transmission System Considering Coil Misalignment and Its Design Method2018

    • 著者名/発表者名
      Febry Pandu Wijaya, Takuya Shimotsu, Tatsuhito Saito, Keiichiro Kondo
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Power Electronics

      巻: 33 号: 11 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1109/tpel.2018.2799679

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 途中折り返し運転を考慮した混合整数計画法による運転整理アルゴリズム2017

    • 著者名/発表者名
      今田京介, 富井規雄
    • 雑誌名

      電気学会論文誌D(産業応用部門誌)

      巻: 137 号: 6 ページ: 484-491

    • DOI

      10.1541/ieejias.137.484

    • NAID

      130005687996

    • ISSN
      0913-6339, 1348-8163
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 回生電力と再生可能エネルギーを併用した鉄道沿線施設の最適運用計画2019

    • 著者名/発表者名
      赤井 秀行, 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] 運転整理はHoly Grailか?2019

    • 著者名/発表者名
      富井 規雄
    • 学会等名
      NU-Rail2019: 鉄道分野の新技術に関するシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 間引き運転,計画運休を考慮した利用者への行動案内2019

    • 著者名/発表者名
      市川 真由, 富井 規雄
    • 学会等名
      NU-Rail2019: 鉄道分野の新技術に関するシンポジウム
    • 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/マイクロマシン・センサシステム 合同研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Energy Saving and Peak Power Cut Effect by High Power Wireless Transmission in Railway Vehicle Traction Application2019

    • 著者名/発表者名
      Toranosuke Uehara, Keiichiro Kondo
    • 学会等名
      The 31st International Electric Vehicles Symposium & Exhibition & International Electric Vehicle Technology Conference 2018 (EVS 31 & EVTeC 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Core Design of EE-shaped Dynamic Wireless Power Transfer Device with Optimal Circuit Topology for Railway Vehicles2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Lan, M. Miyatake,
    • 学会等名
      International Conference on Electrical Engineering (ICEE 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 蓄電池駆動列車を用いた架線レス鉄道における省エネルギーダイヤ生成法2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤 拓哉, 宮武 昌史
    • 学会等名
      第25回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] 放熱を考慮したリチウムイオン蓄電池モデルによる発熱量を低減する充電電流パターンの効果検討2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤 拓哉, 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] 混合整数計画法による利用者の苦情を最小にする運転整理アルゴリズム2018

    • 著者名/発表者名
      甕 爽, 鯉沼 慶太, 富井 規雄
    • 学会等名
      第25回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] A train rescheduling algorithm which minimizes passengers’ dissatisfaction based on MLIP formulation2018

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Sato, Keita Koinuma, Nnorio Tomii
    • 学会等名
      CASPT2018 - Conference on Advanced Systems in Public Transport and TransitData 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Control of Peak Power and Energy By Means of Tractive Power Restriction in DC Electrified Railways2018

    • 著者名/発表者名
      D. Igarashi, M. Miyatake
    • 学会等名
      IEEJ Technical Meeting on Transportation and Electric Railway (電気学会 交通・電気鉄道研究会)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Application of Data Mining Technique to Improve Railway System Efficiency2018

    • 著者名/発表者名
      N. Tomii
    • 学会等名
      RESOT; Rail Engineering Society of Taiwan
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Misalignment Based Electric Circuit of a Wireless Power Transfer Transformer for Light Rail Transit2017

    • 著者名/発表者名
      J. V. Pinon Pereira Dias, M. Miyatake
    • 学会等名
      20th International Conference on Electrical Machines and Systems (ICEMS2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An algorithm to make a resilient timetable2017

    • 著者名/発表者名
      K. Imada, N. Tomii
    • 学会等名
      RailLille2017; 7th International Conference on Railway Operations Research
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Identifying the Cause and the Propagation Route of Delays of Trains using Association Rules2017

    • 著者名/発表者名
      A. Kono, N. Tomii
    • 学会等名
      IRSA2017; International Railway Symposium Aachen
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 動的計画法を用いた列車の消費電力量と走行時間の関係の求解2016

    • 著者名/発表者名
      野田 慶親, 宮武 昌史
    • 学会等名
      鉄道技術連合シンポジウム (J-RAIL2016)
    • 発表場所
      国立オリンピック記念青少年総合センター, 東京都渋谷区
    • 年月日
      2016-12-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 停電時での地上蓄電装置の電力供給による列車救済運転法の提案2016

    • 著者名/発表者名
      五十嵐 大輔, 宮武 昌史
    • 学会等名
      鉄道技術連合シンポジウム (J-RAIL2016)
    • 発表場所
      国立オリンピック記念青少年総合センター, 東京都渋谷区
    • 年月日
      2016-12-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 旅行時間総和を最小にする混合整数計画法による計画ダイヤ作成アルゴリズム2016

    • 著者名/発表者名
      今田京介, 富井規雄
    • 学会等名
      鉄道技術連合シンポジウム (J-RAIL2016)
    • 発表場所
      国立オリンピック記念青少年総合センター, 東京都渋谷区
    • 年月日
      2016-12-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] A Method of Making Energy-Saving Train Schedule Considering Uncertainty2016

    • 著者名/発表者名
      Tsubasa Mineyoshi, Hiroyasu Kobayashi, Kenji Natori, Keiichiro Kond
    • 学会等名
      International Conference on Electrical Machines and Systems (ICEMS2016)
    • 発表場所
      APAホテル東京ベイ幕張, 千葉県千葉市
    • 年月日
      2016-11-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Identifying the cause of delays in urban railways using datamining technique2016

    • 著者名/発表者名
      Ami Kono, Hideyuki Yabuki, Norio Tomii
    • 学会等名
      ART2016 - 1st Asian Conference on Railway Infrastructure and Transportation
    • 発表場所
      Phoenix Island Hotel, Jeju, Korea
    • 年月日
      2016-10-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 停電時における地上蓄電装置を用いた列車救済運転法の検討2016

    • 著者名/発表者名
      五十嵐 大輔, 宮武 昌史
    • 学会等名
      H28年電気学会産業応用部門大会
    • 発表場所
      群馬大学, 群馬県前橋市
    • 年月日
      2016-08-30
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 列車の運動エネルギー情報を用いた地上設置型蓄電装置の充放電手法の検討2016

    • 著者名/発表者名
      吉澤 岳人, 宮武 昌史
    • 学会等名
      H28年電気学会産業応用部門大会
    • 発表場所
      群馬大学, 群馬県前橋市
    • 年月日
      2016-08-30
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 途中折り返し運転を考慮した混合整数計画法による運転整理アルゴリズム2016

    • 著者名/発表者名
      今田京介, 富井規雄
    • 学会等名
      H28年電気学会産業応用部門大会
    • 発表場所
      群馬大学, 群馬県前橋市
    • 年月日
      2016-08-30
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 列車運行計画の強靭性評価手法の開発2016

    • 著者名/発表者名
      今田京介, 富井規雄
    • 学会等名
      電気学会 交通・電気鉄道研究会
    • 発表場所
      秋田県総合保健センター, 秋田県秋田市
    • 年月日
      2016-07-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 上智大学 宮武研究室 Webサイト

    • URL

      http://miyatake.main.jp

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
  • [備考] 早稲田大学 近藤研究室 Webサイト

    • URL

      http://www.kondolab.eb.waseda.ac.jp

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 千葉工業大学 富井研究室 Webサイト

    • URL

      http://www.tomii.cs.it-chiba.ac.jp

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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