公益財団法人鉄道総合技術研究所

信号・情報技術

Signalling SystemsTrain Control SystemsTelecommunications and NetworkingImage Analysis and ITTransport Operation SystemsTransport Planning and Marketing

全体目次設計支援・評価 信号システムの安全性評価・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 2

信号システム・列車制御システムの開発支援・測定評価・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 2

連動図表作成支援システム・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 3

鉄道用無線通信システムの設計支援・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 3

信号設備に対する誘導障害の評価・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 4

信号設備の雷害対策の評価・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 4

無線通信・電波環境の測定評価・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 5

ATS等情報伝送装置の性能評価・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 5

鉄道用無線通信回線シミュレータ RADTRACE・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 6

電磁誘導予測シミュレータ CSIRE・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 6

列車制御システム ATS-Dx・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 7

拠点無線式列車制御システム・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 7

地域鉄道向け無線式列車制御システム・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 8

慣性センサと速度発電機を併用した滑走・空転および車上位置検知・・・・・・・・・・・・ 8

信号設備 低周波MSK軌道回路・長大軌道回路・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 9

転てつ減摩器・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 9

設備メンテナンス 車載型建築限界支障判定装置・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 10

転てつロックモニタ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 10

特殊信号発光機の見通し検査システム・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 11

輸送計画 輸送計画の評価・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 11

輸送実績データの分析・調査・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 12

列車運行・旅客行動シミュレータ MATRIIX・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 12

運転曲線作成システム SPEEDY・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 13

乗車率推定に基づく対話型ダイヤ作成システム・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 13

車両・乗務員運用計画作成アルゴリズム・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 14

自動改札機データの分析調査・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 14

運行管理 運転整理に関する分析・評価・支援・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 15

利用者動向分析システム・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 15

需要分析・評価 鉄道輸送需要の分析・評価・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 16

駅勢圏設定手法・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 16

営業戦略・企画 イールドマネジメントによる割引商品発売数の計画手法・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 17

指定席・自由席設定計画システム・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 17

貨物輸送 貨物輸送シミュレータ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 18

鉄道貨物輸送の評価・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 18

信号システムや無線列車制御システムの新規開発を支援します。 既存システムに対する測定､分析や評価を行います。

新規に開発・導入する信号システムや機器､無線式列車制御システムの新規開発・導入における動向調査､仕様策定､機能試験、影響評価などの技術的支援を行います。また､運転速度向上に伴う転てつ装置の測定・分析を行います。

概 要

図１ システムの開発・運用段階と支援業務

①構想

⑦製作

⑩受け入れ ⑪運用・保全

②システム定義と適用条件

③リスク分析

④要求事項

⑤要求事項の割当

⑥設計と実装 ⑧設置

⑨妥当性確認

⑫性能監視

⑬改修・改良

国内外の技術動向調査事前調査（ノイズ調査など）

システム仕様の検討

安全性検証作業(FTA,FMEAなど)

要求事項の整理

シミュレーションによる分析（無線回線設計等）

転換鎖錠装置の設計

各種機能試験、影響評価試験項目の策定支援

および測定の実施

改修仕様の策定支援速度向上時の転てつ装置

の測定・分析

信号システム・列車制御システムの開発支援・測定評価

信号システム研究室 列車制御研究室 ネットワーク・通信研究室 運転システム研究室

信号システムの安全性評価

鉄道信号システムの安全性確認を行います。 設計段階の評価と試験段階の評価を実施できます。

列車制御研究室 信号システム研究室

鉄道事業者やメーカが新たに鉄道信号システムを開発した際に、システムの安全性確保の考え方を示す文書をベースに、安全設計のためのアドバイスや安全性評価を実施します。

概 要

設計評価

依頼元 鉄道総研

安全性上の課題・問題点の確認

修正・最終版資料

説明

指摘

評価打合せ

安全性評価報告書

試験評価

安全性評価資料• システム機能仕様• 安全性確保の考え方• 安全性分析(FTA/FMEA)

• 設計仕様書• 試験項目・試験方法• 試験結果・データ

説明

指摘・確認 十分性の確認

図１ 安全性評価の手順

2

連動図表作成支援システム

連動装置の論理設計を総合的に支援します。 連動図表や連動検査チェック表の作成作業を効率化します。

列車制御研究室

配線略図の作図を支援すると共に、信号設備のネットワークを自動的に構築することにより、進路探索を自動化し、連動表を効率的に作成できます。また、継電連動装置の結線図を自動的に作成し、チェック表に基づいた自動検証も可能です。

図１ 連動図表作成支援システム構成図

連動図表配線略図

作成支援

連動表

連動検査チェック表

自動作成

自動検証

自動作成

連動結線図

鉄道の業務上の特徴や制約等を考慮した設計支援や評価が可能です。無線通信システムの利用目的や特徴などに応じた設計の考え方や手順等を

ご提案致します。

鉄道沿線や列車上における無線通信に関する測定技術と、鉄道向けに開発した無線通信回線シミュレータを活用し、鉄道における運行業務用の無線通信システムの設計や性能の評価を行います。

概 要

図１ 無線通信システムの設計フロー

鉄道用無線通信システムの設計支援ネットワーク・通信研究室

シミュレーションと測定・評価でお手伝い

伝送品質に対する要求の決定

無線通信システムの仕様検討・策定

〇伝送品質を確保できる無線システムの検討、選択-周波数帯、帯域幅、伝送レート-出力、空中線方式-符号化方式、プロトコル-チャネル数、その他

〇導入線区の電波環境の調査-雑音、同一周波数帯の干渉源

〇標準的な無線回線設計

無線通信システムの詳細設計

〇個々の基地局ごとの詳細な無線回線設計

〇無線機、空中線系の設計無線システム

の製造

工場内試験

〇無線システム単体での基本的な性能確認（CINR対BER、CINR対FLRなど）

〇雑音・干渉を与えることによる耐雑音性能、耐干渉性能の確認

〇現地環境の再確認も行うことが望ましい

無線システムの施工

フィールド試験

〇全線の伝送品質確認〇必要に応じて基地局配置の

見直し、無線システムの調整

システム検証試験（受入試験）

〇システム全体の動作確認

運用開始

3

概 要

信号設備に対する誘導障害の評価

車両が信号設備に与える影響を第三者の観点で評価し、入線可否の判断を支援します。

信号システム研究室

新型車両を開発する時には、車両からのノイズによって信号設備が誤動作しないことを確認しています。試験では、試験環境を考慮して開発したツールを用い、簡便かつ精度良く測定できるように工夫しています。

信号設備に施行されている雷害対策を定量的に評価します。 雷害発生頻度を許容される頻度以下にするための対策を提案します。

信号設備に対する雷害対策のアドバイスを行うとともに、雷害対策による効果の定量的評価を行います。また、鉄道事業者における許容雷害発生頻度以下にするために必要となる雷害対策の提案を行います。

図１ 雷害対策効果の評価

信号設備の雷害対策の評価信号システム研究室

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

発生

する

雷過

電圧

の抑

制効

果(現

状対

策を

1と

した

とき

)

現状

提案対策

100Ω接地

20Ω接地

保安器取り付けによる効果例

計算解析により雷害対策効果を定量的に評価

機器

レール

大地

信号設備落雷

保安器取り付けの効果は？

図１ ロゴスキーコイル（帰線電流測定用センサ）

図２ 車軸検知器（直達ノイズ測定時の

マーカとして使用）

4

概 要

概 要

無線通信・電波環境の測定評価

幅広い周波数帯域（数kHz～約100GHz）の電波を測定・評価することが可能です。 EMC・無線測定用ワゴン車を活用し、屋外においても効率的に測定・評価を実施

できます。

ネットワーク・通信研究室

鉄道が外界に対して放射する不要な電波の国際規格に従った測定・評価、鉄道沿線における地上デジタル放送の品質調査、外界から到来する電波の調査など、幅広い周波数帯域にわたる電波を測定・評価することができます。

図１ 測定・評価の流れ

測定のご依頼

取得データ

データ

データの提供

測定・測定方法のご提案、実施

解析・評価・解析・評価方法のご提案、実施

解析・評価結果

（鉄道総研）

御依頼主

測定用ワゴン車の主な特徴

・測定室/測定台を装備（目的に応じて測定器を設置可能）

・電動アンテナポールを搭載(高さ：2.5～10m)

・AC100Vを供給可能（発電機搭載/外部入力可）

実車の走行と同等の条件下においてATS等の試験を効率よく実施できます。 等速度試験・等加速度試験等も容易に行えます。

ATSのような、車上と地上間で情報伝送を行う装置の性能を評価します。最大時速400kmで回転する高速回転体試験装置を使用し、列車が走行している状態を模擬することで、ATS等の性能を動的に確認する試験を実施できます。

図２ 高速回転体試験装置全体図

ATS等情報伝送装置の性能評価信号システム研究室

(監視) (制御) (計測)

制御盤スピーカー

２Ｆ 計測室

スピーカースリップリング

回転体

被試験品測定架台

カメラ

ドアスイッチ

スピーカー

駆動制御部

SCR制御盤受電盤

基礎

減速機

ブレーキ

モーター

カメラ

１Ｆ 回転室

Ｂ１Ｆ 動力室

表１ 高速回転体試験装置の主要諸元最大周速度 400km/h

加減速度 0.5～5.0km/h/s

回転体半径 4.8m

試験体質量 50kg以下

計測用信号線（スリップリング）

16点（DC24V、100mA）

図１ 高速回転体試験装置（回転室内）

5

概 要

概 要

鉄道用無線通信回線シミュレータ RADTRACEネットワーク・通信研究室

概 要

電磁誘導対策の設計を支援します。 対策効果の事前予測を効率的に行うことができます。

鉄道沿線に敷設された通信線や並行線路のレールに発生する誘導電圧と誘導電流を計算するシミュレータです。このシミュレータは、誘導発生量を予測することができ、誘導対策にあたっての設計・施工に関わるコストの低減が可能です。

概 要

図１ シミュレータによる計算実施例

電磁誘導予測シミュレータ CSIREネットワーク・通信研究室

通信線

変電所

トロリー線

レール

電車移動 データの

入力

予測計算の実行

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 

0.0 10.0 20.0 30.0 40.0

通信線のキロ程（ km）

電車移動

電車の移動に応じた通信線の電位変化

レール通信線

レールに対して垂直方向の位置関係を入力

開発したGUIによる可視化

【入力データ②】

各導体の長さ、導体間の接続データ入力（SS、AT、列車のキロ程など）

【入力データ①】各導体の地上高、水平位置、外径導体の材質に依存する電気的な特性

トロリ線

図１ 主な入力パラメータ

1.E‐06

1.E‐05

1.E‐04

1.E‐03

1.E‐02

1.E‐01

1.E+00

‐140

‐120

‐100

‐80

‐60

‐40

‐20

0 5 10 15 20 25

BE

R／

FL

R

受信

レベ

ル／

干渉

波レ

ベル

／雑

音レ

ベル

（dBm

）

列車位置（km）

1

10-1

10-2

10-3

Error Free

10-4

10-5

訂正後のBER

訂正前のBER

雑音レベル

干渉波レベル

99%値

50%値

1%値

BS1 BS2 BS3 BS4 BS5 BS6 BS7 BS8 BS9

都市 高架 郊外

北緯

東経

WGS84系 BS1(f1)

BS2(f2)

BS3(f3) BS4(f4)

BS5(f1)BS6(f2)

BS7(f3)

BS7(f4)

妨害源1

妨害源2

基地局データ（1局毎に個別設定）・アンテナの位置（キロ程，緯度，経度，アンテナ高）・ハンドオーバー方式（ゾーン固定，レベル判定）・アンテナの種類、指向方向（上り方・下り方別に設定）・送信周波数、受信周波数・送信出力、高周波部の損失（送受別に設定）・ダイバーシチありの場合はアンテナ間の相関係数・雑音電力密度、遅延プロファイル

車上局データ・アンテナの位置（高さ、先頭からの距離）・送信出力、高周波部の損失（送受別に設定）・ダイバーシチありの場合はアンテナ間の相関・雑音電力密度、遅延プロファイル

線形データ・線形（緯度，経度，RL）・各点ごとの伝搬条件

（遮蔽、フェージング）

無線機仕様（全局共通）

・フレームフォーマット・符号化方式（CRC, RS）・変復調方式（１次・２次）・伝送速度・占有帯域幅，フィルタ特性・受信部のNFと温度

妨害源データ（基地局と同じ様式）

図2 計算出力の例

対象線区の条件、無線機の仕様などを入力することにより、データ伝送品質を予測します。

沿線の伝搬環境や雑音、基地局間の干渉、妨害波などを考慮した予測計算が可能です。

無線通信システムを導入する際には、無線機の仕様やアンテナの配置などを適切に設計する必要があります。このシミュレータは、電波伝搬や雑音など設計時の想定が難しい要素のシミュレーションを行い、鉄道環境での無線通信品質を予測します。

6

地方交通線の電子閉そくシステム等を置き換えて使用できます。 既存の連動装置等を継続使用できるため容易に移行できます。

この列車制御システムは、駅など制御の拠点となるエリアでの無線通信を使用することから、拠点無線式列車制御システムと名付けています。本システムの導入検討に対する技術的支援を行います。

概 要

図１ システム概要

拠点無線式列車制御システム信号システム研究室

車載器 速度照査機能付ATS

2.4GHz汎用無線

図２ 無線アンテナ（信号機柱に仮設した状態）

図３ 駅制御装置（枠内が論理部）

ATS-Dx

技術基準省令57条への対応が可能な連続速度照査式のATSです。 現行ATS-Sxとの互換性を有しており、段階的な移行が容易に実施できます。

信号システム研究室

ATS-Dxは、これまでのATS機能に加え、地上設備からの情報と車上データベースを活用して曲線等の速度制限区間と停止信号機に対する速度照査パターンを作成し、連続的に列車速度を監視する機能を実現しています。

概 要

図１ 制御概要図

線区最高速度制限

位置確定

電源ケーブルレス地上子

曲線区間等

速度制限パターン車上DBに基づき発生

信号冒進防護パターン

地上子情報に基づき発生

130kHz信号（ATS-Sxと同じ）＋

信号機までの距離情報

既設ATS-Sxの制御ケーブル使用可能

ATS-Dx地上子

既設ATS-Sx車上子使用可能

車上DB

7

滑走・空転発生時の速度・距離誤差を抑制できます。 位置補正地上子などの地上設備の削減が可能です。

速度発電機を主体とする保安制御用の位置検知システムです。慣性センサを併用して、滑走・空転発生時の速度・距離補正、ならびに曲線・勾配変化点の通過検知による位置補正を行うため、位置補正地上子等の地上設備を削減できます。

概 要

慣性センサと速度発電機を併用した滑走・空転および車上位置検知

列車制御研究室

慣性センサ

速度発電機

・加速度・角速度

車上DB（曲率・曲線長）

・列車位置

ヨー角速度ωz

ピッチ角速度ωy勾配θ

図１ システム構成

※DB:データベース

・滑走検知・空転検知・補正速度・曲率

処理装置

8

※本研究内容の一部は、株式会社京三製作所との共同研究で実施しております

地域鉄道向け無線式列車制御システム

電子閉そくシステムを置き換えて使用できます。 電子閉そく区間以外の単線区間にも適用できます。

信号システム研究室

車上における位置検知機能を活用することにより、軌道回路や地上信号機を不要とした地域鉄道向け無線式列車制御システムを開発しました。導入にあたっての技術的支援を行います。

概 要

駅 駅

駅制御端末 駅制御端末

車載器無線機

新たな設備既存の設備

通信回線

ATS‐Dx車上送受信器

軌道回路

地上信号機

ATS‐Dx 地上子（位置情報） （汎用無線）

図１ システムの構成

中央管理装置（連動機能・閉そく機能）

転てつ減摩器信号システム研究室

従来の転てつ減摩器と置き換え可能で、高さ調整作業が不要です。 各鉄道事業者で約12,200個採用されています。

トングレールをローラーで支持することで分岐器の転換負荷を軽減し、転換不能を防止します。従来形の減摩器で必要であった高さ調整作業は自動的に行われます。負荷軽減効果を長期間維持することができます。

概 要

図１ 減摩器と取付イメージ 図２ 減摩器の効果

-4

-2

0

2

4

0 50 100 150 200

転換

負荷

(kN

)

動作かんストローク (mm)

減摩器あり（床板無給油）

減摩器なし（床板給油）

9

低周波MSK軌道回路・長大軌道回路

車両からの妨害許容値を大幅に向上しました。 汎用の駅中間軌道回路と、長大区間用の軌道回路の2種類が利用可能です。

信号システム研究室

車両からのノイズに対する妨害許容値が現行より大きい2種類の軌道回路を開発しました。低周波MSK軌道回路は一般的な駅中間の軌道回路に適用可能です。長大軌道回路（PSK方式）は閑散線区の長大区間に適用可能です。

概 要

低周波MSK軌道回路 長大軌道回路(PSK方式）

変調方式 MSK変調方式 BPSK変調方式

搬送波周波数 83Hz/135Hz/65Hz 25/30Hz（分周器を使用）

伝送速度 20bps 8.33bps(25Hz)/7.5bps(30Hz)

符号方式 巡回符号方式、11ビット 巡回符号方式、7ビット

現示数（情報数） 5情報 軌道回路ごとに固定

帰線電流許容値1.5A/1.2A/1.0A

(83Hz帯/135Hz帯/165Hz帯）1.4A

表１ 低周波MSK軌道回路および長大軌道回路の諸元

車載型建築限界支障判定装置

線路沿線にある膨大な数の設備の建築限界支障判定を車上判定できます。 軌道検測車に搭載して測定でき、線区により手検測を最大９割削減できます。

画像・IT研究室

建築限界支障判定の省力化のため、沿線設備を連続的に測定できる建築限界支障判定装置を開発しました。車種を問わず設置ができ、時速80km程度の車両走行で検査ができるため、実用的な検査速度を低コストで実現できます。

概 要

建築限界測定用測域センサ

図1 建築限界支障判定装置の設置例

レール検出用測域センサ

建築限界からの離隔900mm

1,000mm対象設備

図2 建築限界からの離隔測定

転てつロックモニタ信号システム研究室

電気転てつ機の鎖錠かん変位を測定し、管理や調整の支援を行います。 新幹線用電気転てつ機のロックモニタとして実用化しています。

電気転てつ機の鎖錠かんの変位を測定することで、ロックピースと鎖錠かん切り欠けの相対位置（ロック狂い量）を測定、蓄積する状態監視システムです。記録機能のほか、調整作業の支援機能、気象予測に基づく予測機能を開発しました。

概 要

ロックピース鎖錠かん

鎖錠かん移動量

図１ 電気転てつ機と鎖錠かん，ロックピース

現在30日前60日前90日前

調整

ロック調整

保線作業

調整

調整

図２ ロックモニタを用いた調整時期の適正化

10

特殊信号発光機の見通し検査システム

特殊信号発光機の見通し検査を自動化します。 日中帯に列車で検査を行えるため列車運行を支障しません。

画像・IT研究室

本システムは、不可視光である近赤外線と画像処理技術を応用することで列車運行を支障せず、かつ走行した線区にある特殊信号発光機を一斉に見通し検査できるため、効率的に検査を行える新しい見通し検査システムです。

概 要

図１ 近赤外線を用いた特殊信号発光機の見通し検査システム

近赤外

線 LED

が埋め

込まれ

ているPB1

肉眼では見えない近赤外線を特定パターンで点滅させ、特殊カメラで撮影し、画像処理することにより、見通し検査を行います

○km○○mから認識近赤外線

開発品現行品見通し検査システム概念図見通し検査システム概念図

輸送計画案に対し乗車率、遅延等を事前検証し、輸送計画業務を効率化します。 輸送計画案の利便性の定量的根拠を示し、事業者内の意思決定を支援します。

旅客の列車選択嗜好等、対象路線の旅客ニーズを調査したうえで、それに基づき、輸送計画案に対する列車の乗車率、遅延を事前推定します。さらに、所要時間、乗換、混雑等、旅客の視点から輸送計画案を総合的、定量的に評価します。

概 要

輸送計画の評価運転システム研究室 交通計画研究室

利用者アンケート

列車選択モデル構築

輸送計画（ダイヤ案）

列車運行・旅客行動

シミュレータ

乗車率・遅延の推定評価手順

旅客の利便性評価値算出

旅客データ（自動改札）

A

B

C

D

30 1540 50 10 20 30

図１ 輸送計画案に対する評価フロー

11

※株式会社三工社より製造・販売いたします

日々の自動改札データを活用し、輸送状況調査を効率化、高頻度化します。 乗車率、遅延の事前推定、検証により、ダイヤ改正案の品質向上を図ります。

自動改札機等で取得した旅客データと列車ダイヤデータを使用し、各旅客の列車乗継経路、各列車・号車の乗車率、遅延を推定します。混雑に起因する遅延発生や、後続への波及を推定し、ダイヤ改正等の施策の事前検証が可能です。

概 要

列車運行・旅客行動シミュレータ MATRIIX運転システム研究室

図１ 列車運行・旅客行動シミュレータの構成※特許第4773306号

計画ダイヤデータ

旅客ＯＤデータ（自動改札）

旅客の列車乗継経路乗車号車・扉の推定

列車・ホーム混雑推定

・各列車・各駅乗降人数・ホーム上人数

駅乗降時間推定

乗降時間推定

各駅・号車・扉の乗降旅客数

駅間運転時間推定

運転曲線推定

列車遅延の推定乗降時間＞所定停車

時間なら遅延発生

列車が遅れると利用列車が変化

12

自動進路制御装置（PRC)の履歴データ、自動改札機データ、走行時の車両のモニタリングデータなど、様々な輸送実績データを組み合わせて分析することにより、輸送サービスの現状把握を支援します。

概 要

図１ 輸送実績データの分析・調査の流れ

輸送実績データの分析・調査運転システム研究室

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0 5 0 5 0 5 0 5 0 5 0 5 0 5 0 5 0 X

0

10

20

30

40

50

60

70

80累積確率

頻度

到着遅延（秒）

10本の列車が40秒～45秒の遅延

80％の列車が25秒以下の遅延

図２ ある駅での到着遅延の見える化

現状把握

輸送実績データ（測定データ）

データ加工

走行時の車両のモニタリングデータ

自動改札機データ

目視による旅客流動調査

乗車人数（乗車率）

列車の実績着発時刻

時間帯毎の通過人数・

旅客OD（※）

PRC履歴データ

車両の応荷重装置

列車遅延の可視化

交通量調査乗車率の可視化

測定可能な輸送実績データを活用した列車遅延や乗車率の可視化により、ダイヤ策定業務を支援します。

（※）OD：Origin-Destinationの略で、乗車駅と降車駅の組合せ毎の旅客数を表す

-10 -5 0 5 10 2015 25 30 35 40 45 50 55

運転曲線作成システム SPEEDY

駅間走行時分の算出に必要となる運転曲線を迅速に作成します。 時隔曲線の作成や、運転方法指定による運転曲線の修正が可能です。

運転システム研究室

SPEEDYは、走行する線区と車両、停車駅・使用番線などの走行条件を指定し、自動的に運転曲線を作成するシステムです。また、運転曲線と信号現示系統データをもとに、続行、追込・開通、交差支障の各種時隔曲線も作成できます。

概 要

速度曲線

時間曲線

駅間走行時分

運転曲線図作成結果 時隔曲線図作成結果

・車両データ・引張力データ・線路データ・信号現示系統データ・走行条件（※）※停車駅、使用番線など

先行列車続行列車

追込時隔

開通時隔

運転方法の指定例※力行→惰行

推奨環境 ： Windows 8.1(日本語版) 以降HDDの空き容量 10GB以上

乗車率の観点から列車ダイヤの素案の評価を支援します。 列車ダイヤ策定業務を効率化します。

ダイヤの調整・変更に伴う各列車・区間の推定乗車率の変化を確認しながらダイヤ改正案を作成することができます。

概 要

乗車率推定に基づく対話型ダイヤ作成システム運転システム研究室

図1 システムを用いた改正ダイヤ案作成までの流れ 図2 乗車率推定後のダイヤ修正

13※特許第5891186号

車両・乗務員運用計画作成アルゴリズム

車両・乗務員運用計画作成業務を支援します。 様々な運用施策の事前検討に活用できます。

運転システム研究室

車両および乗務員の運用計画をコンピュータにより作成するアルゴリズムです。計画そのものの効率化、計画担当者の負荷軽減が期待できるだけでなく、条件の変更に伴う効率性の変化度合いの検証など、様々な事前検討も可能です。

概 要

図１ アルゴリズムの入力と出力

車両運用車両運用

乗務員運用

乗務員運用

車両（乗務員）運用表

車両（乗務員）運用ダイヤ図列車ダイヤ・車両運用

・検査周期・検査可能箇所・その他条件

条件データ

列車ダイヤ 条件データ

・就業規則・交番作成規程・その他条件

12仕業番号 6 9 15

101

102

103

104

J 102M 103M 回90MA J C

F 51M 52M 55MJ C J

C 70M 71M 54MA J FC 53M

C 101M 104M 105MJ A J

18 21 24

定量的なデータにより、輸送計画作成、駅設備改良などの検討を支援します。 ダイヤ改正の方向性、営業施策の検討を適切に進められます。

乗車駅・降車駅の組合せごとの旅客数、駅口別での改札入出場人数などについて、券種ごと、時間帯ごとに集計できます。また、列車ダイヤデータと照らし合わせて分析することにより、各列車の各駅間ごとの乗車人数などを推定できます。

概 要

図１ 自動改札機データの分析イメージ

自動改札機データの分析調査運転システム研究室

到着駅

A B C D

出発駅

A 1 3 5B 1.5 4 5C 2 1 1.5

D 0.3 0.1 0.5

時間帯別OD表7：00-7：30（単位：千人） 色付きダイヤ図

（駅間の乗車人数で色分け）A駅

C駅

D駅

B駅

自動改札機で取得できるデータ

7：00-7：30

A駅発→B駅着

10人

7：00-7：30

A駅発→C駅着

20人

・・・ ・・・ ・・・

列車ダイヤデータ

データ加工分析処理

OD表：発着駅別の利用人数表

14

運転整理に関する分析・評価・支援

運転整理案作成や指令訓練に関する検討を支援します。 運転整理ダイヤや折返し設備が運転整理に与える効果を評価します。

運転システム研究室

運転整理業務では、指令担当者による適切な判断が必要です。運転整理業務の支援として、過去の運転整理手配の分析、運転整理案の作成支援や評価、運行管理を考慮した設備検討等、運転整理業務に有益な手法を提供します。

概 要

図１ 整理手配が行われた状況の分析

図２ 支障区間に応じた臨時折返し提案手法

図３ 利用者不満度の視覚化

図４ ダイヤ乱れ時の折返し設備影響検証

OD別利用者不満色：不満の最大値 大きさ：不満の平均値

出発駅

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

到着駅

不満小 不満大

折返し提案

過去事例の分析 整理案作成支援手法 整理案評価手法 設備検討・評価手法

計画ダイヤ 実績ダイヤ

比較して手配内容と手配時の状況を推定

Ｄ駅に折返し設備を新設した場合

Ｅ駅に折返し設備を新設した場合

Ａ駅 Ｂ駅 Ｃ駅 Ｄ駅 Ｅ駅 Ｆ駅 Ｇ駅

Ｄ～Ｇ駅間で輸送障害発生時、Ａ～Ｄ駅間を輸送確保

一時的な折返し運転 運転見合わせ

新設

Ａ駅 Ｂ駅 Ｃ駅 Ｄ駅 Ｅ駅 Ｆ駅 Ｇ駅

Ｅ～Ｇ駅間で輸送障害発生時、Ｅ～Ｄ駅間を輸送確保

一時的な折返し運転 運転見合わせ

新設

比較して設備を作る駅を検討

Ａ駅 Ｂ駅 Ｃ駅 Ｄ駅 Ｅ駅 Ｆ駅 Ｇ駅

輸送障害発生箇所

全区間で運転見合わせ

現状：折返しができず、輸送障害時の影響が大きい

輸送障害時の運転整理に対する事後検証、評価を支援し、効率化します。 列車混雑の平準化等の効果を可視化し、運転整理手配の品質向上を図ります。

日々の列車運行に伴い収集、蓄積される、実績運行時刻、列車乗車人数データを分析し、ダイヤ乱れ当日の旅客流動を分析、可視化する手法です。平常日の値と比較し、当日の運転整理手配の効果を、視覚的に確認することができます。

概 要

利用者動向分析システム運転システム研究室

平常日と比較し差が大きい場合差分に応じた色の丸印を付加

乱れ当日の乗車率によりスジ色分け

当日・平常日実績データ

実績運行時刻データ

応荷重装置

運行管理システム

乗車人数データ

図１ ダイヤ乱れ時における利用者動向の分析例

分析・可視化

15

【アウトプット】交通機関別OD交通量鉄道の経路別交通量鉄道の断面交通量

鉄道輸送需要の分析・評価

幹線鉄道の将来需要の分析業務を支援します。 輸送施策（運賃・料金、所要時間など）に応じた需要を定量的に評価します。

交通計画研究室

一般的に交通需要予測に用いられる四段階推計法を基本として、交通機関への嗜好性や、幹線鉄道と航空機など複数の幹線交通を乗り継ぐ経路（混合経路）を考慮した、幹線鉄道の需要分析を行います。

概 要

図１ 需要分析・評価の流れ

駅勢圏設定手法

安さ？ 速さ？定時性？

荷物の運びやすさ？

嗜好性を考慮した交通機関選択モデル

好き嫌い

発地 着地

経路1

経路3

経路2

主要空港

出発空港最寄空港

混合経路選択モデル

第３段階 第４段階

どの交通機関を使いますか?

第２段階

ゾーンA

ゾーンB

予備 第１段階

ゾーンA

ゾ

ー

ニング

発生・集中交通量

何人行きますか？何人来ますか？

どこからどこへ何人行きますか？

分布交通量 交通機関分担 経路配分

どの鉄道路線を通りますか?

四段階推計法

大都市圏の駅の詳細な需要予測作業を支援します。 駅利用者の特徴を明らかにして駅の設備投資計画や出店計画等を支援します。

大都市圏を対象として、駅の吸引率（利用率）を町丁目ごとに推計し、駅勢圏を設定する手法とシステムを開発しました。駅ごとの詳細な旅客需要予測や駅利用者の特徴の分析を、従来手法と比較して低コストで実施することができます。

概 要

交通計画研究室

詳細な駅の旅客需要の予測 駅利用者の特徴の分析各町丁目の

吸引率

対象駅

駅の吸引率計算システム

高

低

吸引率

t+1 t+2 t+3 t+4 t+5 t+6

m

m+1

m+2

m+3

m+4

m+5

m+6

（万人）

(年)

大型施設開業

マンション開発の影響を反映

利用者全体に占める比率（％）

10

20

30

40

50

60

70 単身者 高齢者

A駅 B駅 C駅

住民基本台帳や国勢調査等のデータ

図１ 駅勢圏の設定と活用例

0

（現在）t

16※特許第5111347号・第5514064号

17※特許第6421060号

割引商品の販売戦略の策定における意思決定を支援します。 割引商品の発売数策定業務の負荷軽減と、収入の向上に寄与します。

席数限定割引商品の発売数を適切に設定するイールドマネジメントにより、運輸収入の向上が期待できます。本手法は、過去の販売実績データなどを基に、期待される収入を最大にする発売数を算出します。

概 要

イールドマネジメントによる割引商品発売数の計画手法

交通計画研究室

優等列車の指定席・自由席の配分（席種設定）の策定業務を支援します。 混雑の緩和・平準化や運輸収入向上に寄与します。

本システムは、混雑の緩和・平準化や運輸収入向上の観点で最適な席種設定案を、混雑時の旅客の行動変化をふまえて算出し提案します。これらの観点で有効な、かつ輸送力増強の投資が不要な施策を打ち出すことができます。

概 要

指定席・自由席設定計画システム交通計画研究室

△月△日 特急××1号

区間 商品X 商品Y 商品Z

A駅→B駅 2席 7席 10席

B駅→C駅 5席 12席 21席

日・列車別の需要に合わせた

発売数と収入を算出

図２ システムによる発売数の計算例図１ 開発した発売数計画手法

図１ システムの計算結果表示例

潜在ODの推計値を別途与えることで、潜在的なニーズが変化した場合の計算も可能

●月●日 ●●7号 分析結果

A駅→B駅

B駅→C駅

C駅→D駅

席種・停車駅間ごとの乗車人数を一覧表示

途中駅での指定席→自由席の変更にも対応可能

図２ ある実在の特急列車での試算結果※運輸収入最大化を図った場合の、現状の席種設定に対する増収効果

下り便

運輸収入の増加率

上り便0.0%

0.1%

0.2%

0.3%

0.4%

0.5%平日

土休日

多客期

需要推定

次善策選択行動

収入になる

需要逸失

別の便・商品を選択○

×

列車・乗車区間・商品・予約タイミングごとの需要

利用をやめる

購入

旅客の予約行動

発売数によって成否が変わる

総収入を最大にする発売数を算出

貨物輸送シミュレータ

荷主の輸送手段選択の意思決定を支援します。 貨物輸送を可視化します。

信号・情報技術研究部

荷主の輸送ニーズに対して、利用可能な貨物駅・貨物列車の選択と、トラック車種・道路経路やフェリー・RORO船利用などの設定をパソコンの電子地図上で操作し、発送地から到着地までの貨物輸送シミュレーションを行うことができます。

概 要

図１ 貨物輸送シミュレータの構成

貨物輸送計画案の策定を支援します。 貨物列車の輸送効率を向上します。

貨物の鉄道輸送とトラック輸送との対比評価と、貨物列車に見込まれる積載状況の現状把握を行うことにより、鉄道輸送の課題を明らかにします。それに基づいて、輸送効率向上の改善方策を策定し、改善効果を検証することができます。

概 要

鉄道貨物輸送の評価信号・情報技術研究部

評価値

現状対策後の予測平均積載率

4%向上の⾒込

鉄道貨物輸送の改善点の抽出輸送実態の把握

低

鉄道コンテナ輸送

トラック直接輸送

鉄道

高

トラック対策の例・既存施設の活⽤による貨物列⾞へのアクセスの改善・駅構内の貨物留置サービスなどによる物流費⽤低減・駅構内作業効率向上などによる輸送時間の短縮・その他

経済的効果

社会的効果

物流効率性 利便性

輸送サービスの優位性

基準

指標項目

二酸化炭素排出量

エネルギー消費量

物流労働力の確保

輸送時間

輸送費用

事業者との関係

輸送ロットの適合

輸送体系

輸送品質

輸送障害対応

輸送情報

施設への接近性

貨物輸送評価目標

輸送ネットワーク

図１ 鉄道貨物輸送の評価体系

18

輸送指標

トラック輸送(フェリー利用) 鉄道

輸送(する) (しない)

輸送コスト ** ++ △△

輸送時間 ** ++ △△

CO2排出量 ** ++ △△

エネルギ－消費量 ** ++ △△

アクセシビリティ ** ++ △△

輸送可視化と指標値の算出

輸送ニーズの情報

始発地 地図上選択

終着地 地図上選択

出荷時刻 納入時刻

品類 輸送トン数

輸送手段

トラック輸送 鉄道輸送

車両条件 車種等 発送駅 選択

労働条件 休憩・拘束時間 出発列車 選択

高速・有料道路の利用 到着駅 選択

出発IC 選択 自動 到着列車 選択

到着IC 選択 自動 作業駅

フェリー等の定期船利用 コンテナ種類・サイズ

出発港 到着港 利用航路 鉄道輸送ルート

道路・定期船等の輸送制度 鉄道輸送制度

経路表示 計算 出力 保存 閉じる

輸送需要に応じた条件入力

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信号設備の雷害対策の評価 信号システム

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拠点無線式列車制御システム 信号システム

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駅勢圏設定手法 交通計画

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貨物輸送シミュレータ 信号・情報技術研究部

鉄道貨物輸送の評価 信号・情報技術研究部

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2019.8

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