JP4626236B2 - 電気鉄道の電力指令システム - Google Patents

Description

本発明は、電気鉄道の電力指令システムに係り、特に電力指令用コンピュータによる「作業管理機能」および「事故対応支援機能」に関する。

電気鉄道における電力指令システムは、コンピュータ処理による、列車の「運行管理機能」の他、電車の軌道設備および給電設備に対する「作業管理機能」と「事故対応支援機能」を備えている。

（１）作業管理機能
電気設備の保守点検作業には、「技術センター」や「メンテナンスセンター」と呼ばれる鉄道会社の保守拠点に置かれた端末を介して、「作業責任者氏名」「所属会社」「作業内容」「作業場所」「作業時刻」「携帯電話番号」などを電力指令システムに申し込むことにより、システムが電力指令員に事前（数日前）に通知処理する。

通知を受けた電力指令員は、当該作業が列車の運行等の支障のないことを確認のうえ、作業責任者と「前日打ち合わせ」を呼ばれる打ち合わせを行い、作業の実施を許可する。

作業当日、作業責任者は、携帯電話を使用して「電力指令システム」の「電話連携機能」に接続し、「現地到着」「作業着手」「作業終了」「現地引上げ」を逐一連絡する。

電力指令員は、「電力指令システム」の制御卓に作業状態画面を表示することにより、各作業班の作業状態を確認することができる。

このような電力指令員と現場での電力指令員の負担を軽減するため、音声合成と音声認識による作業の受付と作業手順の正当性チェック、作業区間の停電監視や加圧監視、保安鎖錠監視制御等の正当性チェックを自動的に行うシステムも提案されている（例えば、特許文献１参照）。

（２）事故対応支援機能
電力指令システムでは、列車等への電力供給設備や駅構内電気設備の状態を常時監視しており、過電流や地絡などの事故検知リレーが動作したときには、その情報を制御卓の画面に自動表示するとともに、警報を鳴動させ、電力指令員に注意喚起を促すと共に、電力指令システムから事故対応支援システムにも事故情報が通知される。

電力指令員は、事故対応支援システムの画面に表示される事故復旧支援情報に従い、送電系統の復旧操作を行なう。

指令所からの遠隔操作で復旧できなかった場合は、近傍の保守拠点に待機している電力係員、もしくは事故点近傍で作業中の協力会社社員を電話等で呼び出し、事故現場への出動を指示する。

事故対応支援システムとしては、事故情報と電気設備に関する情報を基に、事故復旧支援情報を自動的に作成する機能を備えたものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００２−３２１０１号公報 特開２００３−１８００３４号公報

現在の「電力指令システム」および「事故対応支援システム」は、事故点に最も近い場所にいる作業班もしくは保守拠点の待機要員の選出を補助するための情報提供機能を有していない。現状では、事故発生に際して、電力指令員は、当日の作業予定表に記載されている作業場所と作業時刻などを調べて、事故点近傍に作業班がいないかどうかを確認しており、事故点の特定、事故状況の確認および事故の拡大防止・事故復旧が遅れがちになる問題があった。

本発明の目的は、上記の課題を解決した電気鉄道の電力指令システムを提供することにある。

本発明は、前記の課題を解決するため、事故発生時に監視制御機能が電気設備の保護動作をしたときの事故情報を基に事故点を特定し、当該地点に最も近い位置になる作業班や保守拠点を割り出し、事故復旧支援画面に表示する事故対応支援機能を設け、さらに事故対応支援機能および作業管理機能における事故点や作業場所を、平面上の２次元情報ではなく、鉄道設備特有の「キロ程」という１次元情報で管理するようにしたもので、以下の構成を特徴とする。

（１）電気鉄道の電気設備を監視制御する監視制御手段と、電気鉄道の線路や電気設備に対する作業申込みに応じた前記監視制御手段に対する制御指令の発生と作業班との作業状態の通信によって作業を支援する作業管理手段と、電気鉄道の事故発生時に電力指令員に対する事故復旧操作を支援する事故対応支援手段とを備えた電力指令システムであって、
前記事故対応支援手段は、
事故発生時に前記監視制御手段が前記電気設備の保護動作をしたときの事故情報を基に事故点を特定する事故点特定手段と、
前記事故点特定手段が特定した事故点に最も近い位置になる作業班や保守拠点を割り出して事故復旧支援画面に表示する近傍班検索手段を備え、
前記事故点特定手段は「事故点を特定する項目」と、事故点までの「キロ程」のデータ構造をもつ事故点テーブルを検索し、最も近い事故点をキロ程で抽出して事故点を特定する手段を備えたことを特徴とする。

（２）電気鉄道の電気設備を監視制御する監視制御手段と、電気鉄道の線路や電気設備に対する作業申込みに応じた前記監視制御手段に対する制御指令の発生と作業班との作業状態の通信によって作業を支援する作業管理手段と、電気鉄道の事故発生時に電力指令員に対する事故復旧操作を支援する事故対応支援手段とを備えた電力指令システムであって、
前記事故対応支援手段は、
事故発生時に前記監視制御手段が前記電気設備の保護動作をしたときの事故情報を基に事故点を特定する事故点特定手段と、
前記事故点特定手段が特定した事故点に最も近い位置になる作業班や保守拠点を割り出して事故復旧支援画面に表示する近傍班検索手段を備え、
前記近傍班検索手段は、
前記事故点特定手段から得る事故点キロ程情報を元に、「保守拠点を特定する項目」と保守拠点までの「キロ程」のデータ構造をもつ保守拠点別キロ程テーブルを検索し、事故点に最も近い保守拠点を割り出す手段と、
前記事故点特定手段から得る事故点キロ程情報を元に、作業班の「作業管理を特定する項目」と、作業班までの「キロ程」のデータ構造をもつ作業管理データテーブルを検索し、事故点に最も近い作業班を割り出す手段と、
前記割り出した保守拠点と作業班を事故復旧支援画面に表示する手段とを備えたことを特徴とする。

（３）前記作業管理手段は、停電作業申込みに対して、「作業を特定する項目」と、作業場所までの「キロ程」のデータ構造をもつ作業場所別キロ程テーブルを検索し、当該作業のキロ程を決定し、決定したキロ程を前記作業管理データテーブルの「キロ程」データとして記録する手段を備えたことを特徴とする。

以上のとおり、本発明によれば、事故発生時に監視制御機能が電気設備の保護動作をしたときの事故情報を基に事故点を特定し、当該地点に最も近い位置になる作業班や保守拠点を割り出し、事故復旧支援画面に表示する事故対応支援機能を設け、さらに事故対応支援機能および作業管理機能における事故点や作業場所を、平面上の２次元情報ではなく、鉄道設備特有の「キロ程」という１次元情報で管理するようにしたため、以下の効果がある。

（１）従来の電力指令システムがすでに所有している「作業情報」と「事故情報」を結びつける機構を付け足すだけで、事故発生直後の緊急時に、事故点近傍の作業員や保守拠点の電力係員を速やかに割り出し、電力指令員に提示することができる。これによって、事故の拡大防止・事故復旧の所要時間短縮を期待できる。

（２）作業場所や事故点は、平面上の１点を指し示す２次元情報（Ｘ，Ｙ）で特定するのが一般的だが、鉄道設備特有の「キロ程」を利用することにより、より簡易な１次元の線形情報で特定する方式とした。これによって、地点の特定処理を高速に行なうことができ、処理時間の短縮が期待できる。

図１は、本発明の実施形態を示すシステム構成図であり、電力指令システムにおける「作業管理機能」と「事故対応支援機能」のブロック構成を示す。

監視制御機能１は、遠方監視制御子局２を介して電気鉄道の変電設備３の遠方監視制御を行う機能を有し、変電設備につながる架線での地絡事故等を監視情報（表示連絡）として受信し、事故点につながる区間開閉器を開放させるなどの制御情報（制御指令）を送信する。

作業管理機能４は、停電作業支援装置５からの作業申込を作業管理データテーブル６に保存しておき、この作業申込を基に作成した作業区間と停電時間などの制御指令を監視制御機能１に要求する。また、作業管理機能４は、停電作業の開始から終了まで、作業班通信装置７から作業状態更新情報（作業班の現地到着、作業中、現地引き上げなど）を取得する。

以上までの機能構成は、従来の電力指令システムがもつ機能であり、本実施形態では、作業時に作業場所の特定・管理を容易にする作業管理機能、および事故発生時に事故点に最も近い作業班もしくは保守拠点を事故発生時に自動表示する事故対応支援機能を、コンピュータのソフトウェア機能およびデータベース機能として追加したものである。

データベース機能としては、下記の表１に例を示すように、電気鉄道の「線名」・「場所」・「キロ程」のデータ構造をもつ作業場所別キロ程テーブル８を設けておく。ただし、場所が地点ではなく区間を指す場合のキロ程は、当該区間の中央付近の適当な値で可とする。

また、「線名」・「保守拠点名」・「キロ程」・「電話番号」のデータ構造をもつ保守拠点別キロ程テーブル９、および「変電所名」・「動作機器名」・「事故点区間」・「線名」・「キロ程」のデータ構造をもつ事故点テーブル１０を設けておく。これらの例を下記の表２、３に示す。

以上までのテーブルデータを利用した作業管理機能および事故対応支援機能を以下に説明する。

（１）作業管理機能
作業管理機能は、作業管理データテーブル６に保存しておく作業管理情報のうち、作業場所を「キロ程」でも特定・管理ができるようにする。

一般に、鉄道設備の位置情報は、変電所や駅などの大きな設備はもとより、電柱１本に至るまで、当該線区の鉄道起点からの距離（キロ程）で表示または標識を設けており、この「キロ程」情報を作業管理に利用することで、作業場所の特定・管理を容易にする。

図２は、作業申込み受付時の処理フローを示し、作業管理機能４は、停電作業支援装置５を介して停電作業申込み情報が入力されたとき、申込み内容の「作業場所」を検索キーにして作業場所別キロ程テーブル８を検索し、当該作業のキロ程を決定する。決定したキロ程は、作業管理データテーブル６に記録しておく。下記の表４に作業管理データテーブルの記録例を示し、「作業番号」・「作業場所」・「作業責任者」・「キロ程」・「携帯電話番号」・「作業状態」のデータ構造をもつ。

このキロ程による作業場所の特定・管理は、電力指令員と作業班との間で、作業班が現地に赴くときや現地到着情報などの通信事項にキロ程情報を含めることで、電力指令員による作業場所の確実な管理、および作業班による作業場所の確実な作業を支援することができる。

（２）事故対応支援機能
事故対応支援機能として、上記のテーブル６、９、１０がもつデータを利用した、事故点特定機能１１と近傍班検索機能１２を設け、事故点を「キロ程」で特定・管理できるようにする。

図３は、事故対応支援機能による事故発生時の処理フローを示し、以下各ステップＳ１〜Ｓ４を詳細に説明する。

（Ｓ１）変電設備に事故が発生すると、監視制御機能１が事故発生を判定し、事故区間を保護するための開閉器制御等を行うと共に、事故情報（保護リレーが動作した変電所・機器の情報）を事故点特定機能１１に与える。

事故点特定機能１１は、保護リレーが動作した変電所・機器を元に、事故点テーブル１０を検索し、事故点に最も近い情報（事故点、線名、キロ程）を抽出することにより、事故点を特定する。

例えば、前記の表３において、動作機器＝福島ＳＳ、き電遮断器２０１が該当する場合、事故点テーブルの検索で、最も近い事故点＝東北本線、キロ程＝２７０.００ｋｍ付近と特定する。

（Ｓ２）近傍班検索機能１２は、事故点特定機能１１が上記の（Ｓ１）で特定した事故点・キロ程情報が与えられたとき、これら情報を元に、保守拠点別キロ程テーブル９を検索し、事故点に最も近い保守拠点を割り出す。

例えば、前記の表２において、事故点情報＝東北本線２７０.００ｋｍ付近の場合、近傍班検索機能１２は、保守拠点別キロ程テーブル９の検索で、最も近い保守拠点＝福島技術センターを特定する。

（Ｓ３）近傍班検索機能１２は、上記の（Ｓ１）で特定した事故点情報を元に、「作業状態」が「未到着」や「現地引上げ」でない作業について作業管理データテーブル６を検索し、事故点に最も近い作業班を割り出す。

例えば、前記の表３において、事故点情報＝東北本線２７０.００ｋｍ付近の場合、近傍班検索機能１２は、作業管理データテーブル６を検索し、最も近い作業班を抽出し（ただし、未到着と引上げは除く）、作業番号＝１２３４、作業責任者＝福井春敏、作業状態＝現地到着の情報を割り出す。

（Ｓ４）近傍班検索機能１２は、上記の（Ｓ２）および（Ｓ３）で特定した「保守拠点」および「作業班」を、制御卓の事故復旧支援画面１３に表示する。図４は、事故復旧支援画面の例を示す。

この画面表示により、電力指令員は、該当する作業班に緊急連絡（画面上のボタン指定などで自動発呼と情報発信）を行うことができ、迅速で確実な事故対応をとることができる。

また、事故地点や保守拠点、作業班の割り出しにキロ程を利用することにより、それらの割り出し処理が簡単な演算で済む。例えば、
事故点＝１２３.００ｋｍ付近、
作業班Ａの位置＝１２０.００ｋｍ付近、
作業班Ｂの位置＝１２７.００ｋｍ付近
の場合、作業班Ａの距離＝絶対値演算（１２０−１２３）＝３ｋｍ、作業班Ｂの距離＝絶対値演算（１２７−１２３）＝４ｋｍとして求めることができる。

このキロ程を利用した事故点等の管理に対して、従来から使用されている地図上の２次元（Ｘ，Ｙ）情報を利用すると、例えば、
事故点：Ｘ＝２０ｋｍ，Ｙ＝３０ｋｍ
作業班Ｃ：Ｘ＝２２ｋｍ，Ｙ＝３３ｋｍ
作業班Ｄ：Ｘ＝１９ｋｍ，Ｙ＝２６ｋｍ
では、事故点Ｘと作業班Ｃの距離＝平方根演算（（２２−２０）２＋（３３−３０）２）＝３.６ｋｍ、事故点Ｘと作業班Ｄの距離＝平方根演算（（１９−２０）２＋（２６−３０）２）＝４.１ｋｍとして求められるが、演算が複雑になる。しかも、電気鉄道での作業班は、線路上もしくは線路に沿った道路上を移動して事故点に駆けつけるため、線路や道路が大きくカーブしている地形では、２次元情報で最も近いとされた作業班が最も早く到着できるとは限らない。

なお、前記の表１〜表４に示すデータ構造をもつ各テーブル６、８、９、１０は、電力指令システムを適用する電気鉄道の電気設備構成や線路構成によってデータ構造が適宜設計変更されるものであるが、少なくとも各テーブルで特定しようとする「データ項目」と「キロ程」情報を含ませておく。

本発明の実施形態を示す電力指令システムの構成図。 実施形態における作業申込み受け付け時の処理フロー。 実施形態における事故発生時の処理フロー。 実施形態における事故復旧支援画面例。

符号の説明

１ 監視制御機能
２ 遠方監視制御子局
３ 変電設備
４ 作業管理機能
５ 停電作業支援装置
６ 作業管理データテーブル
７ 通信装置（作業班用）
８ 作業班場所別キロ程テーブル
９ 保守拠点別キロ程テーブル
１０ 事故点テーブル
１１ 事故点特定機能
１２ 近傍班検索機能
１３ 事故復旧支援画面

Claims (3)

1. 電気鉄道の電気設備を監視制御する監視制御手段と、電気鉄道の線路や電気設備に対する作業申込みに応じた前記監視制御手段に対する制御指令の発生と作業班との作業状態の通信によって作業を支援する作業管理手段と、電気鉄道の事故発生時に電力指令員に対する事故復旧操作を支援する事故対応支援手段とを備えた電力指令システムであって、
   前記事故対応支援手段は、
   事故発生時に前記監視制御手段が前記電気設備の保護動作をしたときの事故情報を基に事故点を特定する事故点特定手段と、
   前記事故点特定手段が特定した事故点に最も近い位置になる作業班や保守拠点を割り出して事故復旧支援画面に表示する近傍班検索手段を備え、
   前記事故点特定手段は「事故点を特定する項目」と、事故点までの「キロ程」のデータ構造をもつ事故点テーブルを検索し、最も近い事故点をキロ程で抽出して事故点を特定する手段を備えたことを特徴とする電気鉄道の電力指令システム。
2. 電気鉄道の電気設備を監視制御する監視制御手段と、電気鉄道の線路や電気設備に対する作業申込みに応じた前記監視制御手段に対する制御指令の発生と作業班との作業状態の通信によって作業を支援する作業管理手段と、電気鉄道の事故発生時に電力指令員に対する事故復旧操作を支援する事故対応支援手段とを備えた電力指令システムであって、
   前記事故対応支援手段は、
   事故発生時に前記監視制御手段が前記電気設備の保護動作をしたときの事故情報を基に事故点を特定する事故点特定手段と、
   前記事故点特定手段が特定した事故点に最も近い位置になる作業班や保守拠点を割り出して事故復旧支援画面に表示する近傍班検索手段を備え、
   前記近傍班検索手段は、
   前記事故点特定手段から得る事故点キロ程情報を元に、「保守拠点を特定する項目」と保守拠点までの「キロ程」のデータ構造をもつ保守拠点別キロ程テーブルを検索し、事故点に最も近い保守拠点を割り出す手段と、
   前記事故点特定手段から得る事故点キロ程情報を元に、作業班の「作業管理を特定する項目」と、作業班までの「キロ程」のデータ構造をもつ作業管理データテーブルを検索し、事故点に最も近い作業班を割り出す手段と、
   前記割り出した保守拠点と作業班を事故復旧支援画面に表示する手段とを備えたことを特徴とする電気鉄道の電力指令システム。
3. 前記作業管理手段は、停電作業申込みに対して、「作業を特定する項目」と、作業場所までの「キロ程」のデータ構造をもつ作業場所別キロ程テーブルを検索し、当該作業のキロ程を決定し、決定したキロ程を前記作業管理データテーブルの「キロ程」データとして記録する手段を備えたことを特徴とする請求項２に記載の電気鉄道の電力指令システム。

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