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公共・エネルギー

交通システム

三菱電機ソフトウエアは、交通機関に求められる正確な運行、安全性の確保、サービスの充実など社会的ニーズに応えています。

経済そして快適な生活環境に欠かせない
交通インフラを支えるシステム

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交通システムソリューション

列車運行管理システム

列車運行管理システムは、列車の運行を集中して監視し、駅構内の信号機を制御するシステムです。また事故などで運転が乱れた時のダイヤ変更も支援します。
視認性・操作性の優れたユーザインタフェースにより、運行状況の的確な把握と迅速・確実な列車運転指令業務を実現しています。オープンプラットホームを用いているので、高い拡張性も備えています。
当社では要件定義から現地試験までの幅広い範囲に対応してシステムを開発し、お客様の期待に応えています。

運行管理システム

運行管理システム

車両基地管理システム

車両基地管理システムは、車両基地での車両検査、車両の移動と入出庫、車両の履歴を管理し、車両の検査・修繕業務を始めとする車両基地でのさまざまな業務を支援します。また構内設備・番線の使用状況や、作業員の勤務予定などの基地内情報を考慮した構内作業計画も作成します。鉄道事業者によって異なるさまざまな要望に応え、最適な車両基地システムを提供します。
当社はソフトウェアの開発を担当しています。

構内作業計画画面理システム

構内作業計画画面

旅客案内・ステーションビジョンシステム

旅客案内・ステーションビジョンシステムは、列車の運行状況や各駅の列車の接近情報・停車案内・出発案内などを、案内表示器や放送で乗客に提供するシステムです。動画や静止画、文字情報を自由に組み合わせることができ、情報を分かりやすく提供します。またステーションビジョンでは、列車情報の合間に広告などの付加情報も表示します。当社はこれらシステムのソフトウェアを開発しています。

旅客案内(LCD)理システム

旅客案内(LCD)

沿線防災システム

列車の沿線で大雨や台風などの気象災害が発生した時は、列車の徐行や運転休止などの運転規制や規制解除が必要になります。沿線防災システムは、このために必要な雨量・風速・地震などの気象情報や、橋桁下の水位、鉄道レールの温度を始め、現場設備の状況などのさまざなデータを収集・統合し、利用しやすい形で管理します。安全・安心の輸送を行う上で重要なシステムです。当社はソフトウェアの開発を担当しています。

沿線防災システム

列車統合管理システム TCMS
(Train Control and Monitoring System)

列車統合管理システムは、車両システムの核となって車両システムの最適列車制御を実現しています。
さらに、地車間ネットワークにより列車統合管理システムと地上システムが連携し、より高効率な列車運用に貢献していきます。当社では、列車統合管理システムのソフトウェア開発の設計、製作、試験を実施しており、車上機器の状態監視、診断、編成全体制御の実現できるシステム構築を行っています。

列車統合管理システム(TCMS)

列車統合管理システム(TCMS)

トレインビジョンシステム TVS
(Train Vision System)

トレインビジョンシステムは、鉄道車両内のドア上やドア横、天井吊りに設置された複数のディスプレイを通して、行先・路線図・駅設備・運行情報などの旅客案内や、広告・ニュース・天気予報などの膨大な情報を、乗客により早くサービスを提供するシステムです。当社では、トレインビジョンシステムのソフトウェア開発の設計、製作、試験を実施しています。また、わかりやすさを追求した画面表示コンテンツの作成も実施しています。

15インチ(XGA)液晶ディスプレイ

15インチ(XGA)液晶ディスプレイ

19インチ(SXGA)液晶ディスプレイ

19インチ(SXGA)液晶ディスプレイ

列車走行制御システム PCS
(Propulsion Control System)

列車走行制御システム分野では、鉄道車両での安全で快適な走行を実現するために、インバータ制御による交流誘電動機制御を駆使し、性能向上、省エネルギー、メンテナンスフリーといった要求に応えています。製品はシステムの核となるIPM※やパワーユニット、ゲート制御ユニットから構成されます。マイクロエレクトロニクス制御の要となるハードウェアとソフトウェアを統合する設計製造体制にてゆるぎない品質を実現します。
製品開発では、ブロック線図を主体とした鉄道車両向け制御モデルの設計からプログラム実装、テストに至るまでの組込みソフトウェア開発に取り組んでいます。 ※IPM(Intelligent Power Module)

列車走行制御システム

補助電源装置

鉄道車両用の補助電源装置は、列車内の照明や空調をはじめ、車両に搭載される機器へさまざまな容量、出力に応じた電力の供給を実現しています。またフルデジタル高速瞬時波形制御や並列同期運転制御など、一歩先を行く最新機能も数多く搭載されています。
さらに駅舎補助電源装置(S-EIV®)では、鉄道車両がブレーキをかけた時に発生する回生エネルギーの余剰電力を駅舎内の照明や空調・エレベーター等へ供給し、駅舎全体としての省エネ化に貢献します。製品開発では、ブロック線図を主体とした鉄道車両向け制御モデルの設計からプログラム実装、テストに至るまでの組込みソフトウェア開発に取り組んでいます。

「駅舎補助電源装置」設置状況

「駅舎補助電源装置」設置状況

補助電源装置

補助電源装置

列車空調制御装置

鉄道車両用空調装置は三菱電機の主要製品です。
車両における居住性・サービス性の向上を目指し、ニーズに応じた最適な空調システムを提供しています。当社では、鉄道車両用空調装置の制御を行うソフトウェア開発を担当しています。ドアの開閉・乗客の変動・走行中の外部環境の変化などの要因に対し、車内が快適になるよう、温度の調節や換気といった空調制御をマイコンソフトウェアにて行っています。

社会インフラ維持管理システム

東日本旅客鉄道E233系

駅設備監視制御システム

駅設備監視制御システムは、地上・地下鉄の駅や隧道内の空調、換気、照明、昇降機などを監視・制御します。設備を集中管理することにより各設備を負荷に応じた運転及びあらかじめ登録されたスケジュールにより運転を行うことで省力化を図ります。また、火災発生時の排煙制御や防災設備の管理を行い、駅の安全性・快適性を確保します。駅設備監視制御システム以外にも駅構内のホームドア制御システムやレールの消雪システムを担当しています。

東北新幹線消雪設備

東北新幹線消雪設備

交通システムについてのお問い合わせ

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社会インフラ事業統括部
神戸事業所/伊丹事業所

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関連情報

関連技術/技術レポート

  • 「交通システム」ソリューションに係る技術レポートをご覧ください。
  • 技術レポートに記載の会社名および組織名は、2022年4月1日の経営統合前の名称が含まれます。
  • すべての技術レポートは、下の「その他の技術レポートはこちら」からご参照ください。

鉄道車両向け走行制御システムのソフトウェア開発

鉄道車両向け走行制御システムは、乗客の安全輸送を目的にした「走る・止まる」の制御を担う装置である。当社は図1に示す推進制御装置、ブレーキ制御装置、補助電源装置、さらに近年では電子マスターコントローラ(以下、電子マスコン)を搭載した走行制御システムを担当し、各機器をマイコンで制御するソフトウェアの設計・製作・試験に携わってきた。当社が扱うソフトウェアはアセンブラ言語によるハンドコードでの製作が主流であり、生産性の向上が課題であったため、ソフトウェア製作の共通化・自動化の改善に取り組んできた。走行制御システムを構成する各機器のシステム概要とソフトウェアの機能構成を説明し、ソフトウェアの課題に対する取り組みについて述べる。

トレインビジョンにおける運行情報の多言語化対応

トレインビジョンは、鉄道車両内のドア上やドア横に設置、または天井吊りされた複数のディスプレイ(以下、メディア表示器)を通して、行先・路線図・駅設備などの行先案内や運行情報、及び広告・ニュース・天気予報などの情報サービスを乗客に提供するシステムである。近年、訪日外国人客が増加し、2018年には前年比約8.7%増の約3,119万人に達している。観光庁では、2020年に4,000万人の訪日外国人客数を目標に掲げ、訪日外国人客が快適に旅行できる環境整備の実施を、公共交通事業者に促している。特に、災害時や異常発生時における列車の運行状況を、より多くの鉄道利用者に提供することは重要な課題である。そこで、トレインビジョンにおける運行情報の表示を、従来の2ヶ国語(日・英)から4ヶ国語(日・英・中・韓)に多言語化した。本稿では、トレインビジョンの概要と、今回開発した運行情報の多言語化の実現方法を紹介する。

列車統合管理システムにおけるソフトウェア構築技術の変遷

三菱電機(株)伊丹製作所は1979年に鉄道車両向けモニタ装置を開発し、その後、市場ニーズに応じてシステムを進化させてきた。様々な機能が追加され、現在では列車統合管理システム(Train Control and Monitoring System)(以下TCMS)と呼ばれている。当所は1983年の開設以来から現在に至るまで本システムの開発に深くかかわっている。客先提案、システム設計~ソフトウェア設計、製作、試験まですべての工程にかかわることで、高い信頼性が要求される本システム開発において中核的な役割を果たしている。本稿ではTCMSの概要及びTCMSにおけるソフトウェア構築技術の変遷について紹介する。

空調制御ソフトウェアの標準化開発

鉄道車両用空調装置(以下、空調装置)は三菱電機(株)長崎製作所(以下、長電)の主要製品であり、当所はその空調装置の空調制御ソフトウェアを開発している。空調装置は鉄道会社や車両タイプごとに製品要件が異なるため、要件に合わせて、機器や機器構成が異なる製品を開発してきた。これに伴い、空調制御ソフトウェアも製品に合わせて開発を行ってきた。ソフトウェア開発を、低コスト、短納期で実現するため、開発する機能要件に類似する過去のソフトウェアを流用する派生開発スタイルを長年繰り返してきたので、派生したソフトウェアが増加した。このような開発を繰り返した結果、ソフトウェアはモジュール間の関係やインターフェースが複雑になり、改造時の影響範囲の判断が難しくなっていた。今回、空調装置の機器構成のパターン化や複雑化したソフトウェアの見直しにより、更なる低コスト、工期短縮を図るため、空調制御ソフトウェアの標準化開発を行った。目標をソフトウェア開発全体で30%の工数削減と設定し、ソフトウェア開発プロセスには、組込みシステムで注目されている「モデルベース開発」を適用した。本稿では、標準化開発における、ソフトウェア部品化の設計方針、モデル化の範囲と展開方法及びMATLAB/Simulink(以下、MATLAB)の効果を中心に紹介し、最後に標準化開発における改善効果を述べる。

列車運転情報伝達システムの更新

当社がソフトウェア開発を担ってきた列車運転情報伝達システムは、列車運行計画に必要な顧客業務を支援するシステムである。今回、列車運転情報伝達システムの装置老朽化に伴うシステム更新に当たり、長く安定したシステム運用を実現するため、OS、ミドルウェア、実行基盤を刷新した。システム更新は2か年計画となっており、初年度は端末更新を実施し、現在はサーバ更新に取り組んでいる。本稿では、初年度実施した端末更新における課題と対策について報告する。

鉄道車両情報管理装置におけるソフトウェア開発プロセス改善

当所では、鉄道車両搭載機器の情報を統合制御し、機器監視、制御、乗務員支援を行う、車両情報管理装置(以下、TCMS(Train Control and ManagementSystem)のソフトウェア開発を行っている。電鉄各社では、より快適な車内つくりや安全性の向上、メンテナンスの効率化を常に図っており新車投入後の車両改造が多く、それにともないソフトウェア改造の機会が多い。そのため当所のソフトウェア開発は派生開発が中心で行われている。近年TCMSは、高度な機能を求められるようになり、ソフトウェアは次第に複雑となってきた。また電鉄各社からは納期の短縮要求や、TCMSが障害に陥った場合、電車が止まるなど社会的影響が大きいことから従来以上の高い品質を強く求められるようになってきた。一方、開発現場では長年の改変積み重ねによりプログラムは複雑化・肥大化する中、従来の開発手法から脱却できず工数だけが増大していた。客先のニーズに応えるには大幅な品質向上及び効率化が必要であり、そのためには抜本的品質改善が必要であった。そこで当所では、2015年下期より派生開発特有の「短納期」や「部分理解」といった問題に合理的に対応する方法として提供された開発アプローチであるXDDP(eXtreme DerivativeDevelopment Process)を導入し試行を行った。現在ではTCMSの開発スタイルに沿うよう、伊事版XDDPを確立させ品質向上に大きな成果を上げることができた。本稿では、従来の問題点を伊事版XDDPの構築によってどのように改善できたか、また効率化に向けての改善活動について紹介する。

Linux環境におけるマンマシン操作の記録,再生ツールの開発と適用事例

当社では、列車の複雑多岐な運行ダイヤを作成、信号機や転轍機を制御し、列車の安全運行を支援する運行管理システムの開発を行っている。本システムは、社会的に重要な役割を担ったシステムであり、欠陥流出は、メーカーの信頼失墜や人命にまで関わる可能性がある。そのため、ソフトウェアの信頼性確認に多くの手数と時間をかけている。加えて、列車走行に必要な連動制御パターンは、単純構造の駅でも数百項目となるため、最終顧客である鉄道会社には、膨大な承認図・試験エビデンスの提出が必要である。しかし、試運転期間中の仕様変更/追加の要求、ダイヤ改正や設備変更の改造工事が輻輳し、業務負荷が集中することも度々ある。そこで、試験効率向上を目的として、試験工数削減・試験における人為的ミスの防止に取り組み、幾つかの施策を行った。本稿では、運行管理ビジネスで採用している多様なLinuxディストリビューション環境で動作するマンマシン操作の記録/再生ツールの開発及びその適用事例を紹介する。

鉄道車両用空調制御装置のソフトウェア開発におけるプロセス改善

鉄道車両用空調装置(図1)は、三菱電機(株)長崎製作所の主要製品である。鉄道車両用空調装置(以下、空調装置)は、空調制御装置と装置に組み込まれた制御ソフトウェア(以下、空調制御ソフトウェア)で制御している。近年、空調装置は市場が拡大し、快適性の追求により、きめ細かい制御が要求されるようになってきた。また、鉄道車両には、通勤電車、特急電車、新幹線や豪華列車など様々な種類があり、それらの車両特性に合わせた制御が要求されてきた。このため、空調制御ソフトウェアは種類が多く、仕様が複雑化している。当所は、空調制御装置のソフトウェア開発を担当している。空調制御ソフトウェアの開発では、ベースとなる標準ソフトウェアがあり、種類ごとに仕様変更や追加を行う派生開発を行っている。本稿では、2章で空調装置についての説明を行い、3章~6章で空調制御ソフトウェア開発プロセスの課題と対策を述べる。

列車統合管理システム向けGUIソフトウェア基盤 Quintetの開発

列車統合管理システム(Train Control and Monitoring System)(以下、TCMS)は、列車の状態を監視・制御するシステムである。列車の運転台には表示装置(Display Unit)(以下、DU)が搭載され、乗務員はDUから列車の状態を監視・制御する。TCMSは列車の中枢部としての重要性を増しており、従来では分散型制御を適用していたが、ネットワーク技術の進展もあり、次世代車両制御システムに向け、さらなる機能向上、信頼性向上を図るために集中型制御が適用されるようになった。この集中型制御のTCMSにDUを適応させるため、三菱電機(株)先端技術総合研究所と共同でTCMS向けGUI(Graphical User Interface)ソフトウェア基盤であるQuinte(t Qt based ui and web integrated framework)を開発した。本稿では、Quintetの概要について紹介する。

GPSを利用した 列車接近情報表示技術

国内の鉄道会社では , 駅員や保守員が ,GPS で取得した列車の位置情報をタブレット端末で確認し 列車接近時に安全な場所へ避難 している 。本稿は, 駅員や保守員が タブレット端末にてより正確で視認性高い方法で列車接近状態を確認できるようにするための以下の三つの実現方法を記載した。
 (1) 正確な列車位置情報を取得できるようにするため ,GPSの測位誤差の補正方法を検討した。
 (2) J avaScript による W EB アプリケーションとして実装する方法を検討 しプラットフォーム依存性を排除した。
 (3) G oogle Map JavaScript API により地図を取得しその上に列車や現場の保守員を画像アイコンとして描画する方法を 検討及び検証した。
将来商用化に向けた開発の際は 実環境の位置情報でこの実現方式での 更新速度や補正効果を検証する。

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関連部門

  • 「交通システム」ソリューションは、顧客ニーズに基づく仕様に合せた個別生産(顧客個別対応)を基本とし、当社技術に対する顧客の高い信頼をもとに、顧客ニーズに対し、直接対応することで業務を遂行します。

  • 「交通システム」ソリューションは、社会インフラ事業統括部 神戸事業所伊丹事業所がご提供します。

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