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最速25km/h!急減速2.5Gか!
横浜シーサイドライン逆走特攻事故試算
相順が逆に解されたか?!青函「白鳥」発煙事故で経験
〔解〕方向指令線断線&方向設定返り照合無し

 6月1日時頃、全自動無人運行である横浜シーサイドライン列車が終端駅である新杉田駅で閉扉後に逆走して車止めに衝突、多数の負傷者を出した。  完全自動運転ということで事故原因調査に難渋している様だが、報道されている外形事実から事故の様子を推定してみたい。
横浜シーサイドライン逆走事故
横浜シーサイドライン逆走事故推算
過走余裕:0〜25m、油圧ダンパー1m
19/06/01事故記事@東京
左記試算では最大25km/hに到達
事故記事/06/06夕@東京
【続報】方向制御線の断線=ハードの故障=自動/手動は無関係

推定計算

 報道によると、逆行加速距離25m、車止めの衝撃緩和オイルダンパー圧縮距離1mとなっており、諸元を調べると、ゴムタイヤ走行式の事故車両2000型の常用加速度・減速度が3.5km/h/s、給電が750Vdc、VVVFインバータ方式で3相誘導電動機を駆動していることから、等加速度運動として、平均的な事故状況の推定が可能である。
加減速距離Lは、速度Vの2乗に比例しており、その比例定数(の逆数)として「減速定数B」、「加速定数」が定義される
減速定数B、加速定数は、単位換算で7.2で割ると[km/h/s]、更に3.6で割る(≡1/3.62/2)とMKSA有理単位系(国際単位SI系)[m/s2]に換算される。さらに重力加速度9.8[m/s2]で割って正規化して「G」となる。
  L=V2/B ・・・・(鉄道教習所での嘗ての基本式) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(1)  
  V2=B・L となるから、
最高到達速度Vmは
  Vm=sqrt(B・L)=sqrt((3.5×7.2)×25) =25.0998・・・・[km/h]・・・・・・・(2)
車止め衝突後の減速度は、一様減速であれば
  B=V2/L=25.09982/1=630[B]=87.5[km/h/s]
               =24.3055555[m/s2]=2.480[G]  ・・・・・・・・・・・・・・・(3)
 2.48Gは平均だから、1mがオイルダンパーの許容ストローク域を超えていると、もっと激しい衝撃に見舞われていることになる。
 以上の試算を右グラフに図示する。加速時に加速度変化率を制限する「ジャーク制御」が行われていると、その分、最高速度が低下するが、誤差範囲で、油圧ダンパー式車止め衝突時の最高速度が25km/h近かったと推定される。油圧ダンパーが最も有効に働いての1m後退であれば、その減速度Gは約2.5Gだが、油圧ダンパーのストロークに収まらなければ、その限界地点でかなり激しい衝撃を受けている。

誤動作原因考
スーパー白鳥発煙事故誘因「逆転機ステータス」は排除しているか?

 安全装置(保安装置@鉄道用語)であるATP(ATC/ATS)は、進行方向に対して防御するのが主機能であり、逆行に対応しているものは、逸走対応機能を付加した国鉄JRのATS-Pぐらいしかない。これも10km/hで動作の筈。一般のATPでは逆走には無対応だろう。
 逆行は、(a).進行方向のコマンドが、地上側で誤って出されるか、(b).車上側で受信したコマンドを逆方向にデコードしたか、 (c).VVVFインバータ制御で回転方向を決める相順決定構造に、直流モータ時の逆転機相当を設けて介在させたことで、特定のシーカンスで切り替えると逆回転になってしまったのを、他の正常なユニットの力が勝って逆回転で走って過熱・炎上したというのが、青函トンネル内、特急スーパー白鳥発煙事故の原因だった。本来、回転方向を示すビットだけで足りるものだが、敢えて旧構造をなぞったことで誤設定の機会を作ってしまったが、これに類似した方向ステータスにトラブルが生じたか、それが内部ノイズ、外部ノイズで発生したトラブルか、といった推定が出来る。 これはモーター自体のドライブの問題であり、自動運転ATO制御系統とは関係がない。
 続報では、地上の信号系、コマンド系に異常は認められないということで原因(a).は除外され、車上側の(b).(c).に原因が発見されるのだろう。 スーパー白鳥型のトラブルは、自動運転系(ATO)の問題ではなく、モータ回転方向制御の無用な冗長性に絡むトラブルだから、手動運転時でも発生する可能性は有り、「自動運転が怖い」という方向とは違う。 報道では、事故調査が現在、「ATOシステムの異常」の方向で進められている印象があるが、手動でも発生する走行回転制御系の異常動作についても捨ててはならない。 先入観先行で手動運転により復旧させると、マシントラブルが真相なのに運転士の人為ミスで片付けられる危険性も生ずる。尼崎事故以降、鉄道には運行記録装置搭載が義務付けられたが、運転士の操作を記録するのか、動作モードを記録するのかで、誤動作を分離できず人為ミス判断に走るリスクも生ずる。 ソレノイドコイルなど内部雑音で走行方向ステータスが逆転したか、超大電力アマチュア無線の強行運用でインターフェアーを起こしてノイズを拾って誤動作してしまったか、・・・・・・現状の人力運行化再開では解決できないトラブルの可能性も少なくないのだ。

【続報】やはりハード故障:断線

 横浜シーサイドライン運行側は、6日、逆行事故原因は「進行方向を指示する回路の一部に断線があった」(右上記事)と発表。やはりATO(自動運転)絡みではないハード故障で、運転士による手動運転でも起こりえた事故だったことが明らかにされた。ATO絡みを追及中と取れる報道は、どうも飛ばし報道だった様だ。

 ATP/ATO系は、ATS-Sxでの重なるトラブルの経験もあって、フェイルセーフや多重化が実施されていて、1ビットのエラーで逆進命令を発するようなヤワな構成とは考えがたかったから、原因は走行ハードにある可能性の方が高いと感じていた。 ATS-Pの運転方向信号などA線/B線と2方向を独立に割り付けているし、伝送にはCRCチェックが加えられて矛盾のない信号のみを拾うし、さらに無線閉塞などでは発信元に送り返してループチェックする厳重な方式も採られる中で、そうした多重系がないのは旧来から積み重ねられて経験的信頼の篤い(=弱点・欠陥を内包したままの)ハード系だからである。
<2019/06/07追記>

【続続報】ATOからの制御線断線 
リターン信号なし:横浜シーサイドライン

 6日東京の続報を各社が追って具体的解説が行われて、「断線箇所が方向信号のATO出力と逆転指令器間であり、横浜シーサイドラインでは運転方向信号がATO側に返されていない構造だったため逆行してしまった。他の新交通システム各社では、実際の運転方向信号をATO側に返していて逆行は起こらない構造」とのこと。
 横浜シーサイドラインのコマンド受け渡しに返り照合がないのは自動運転系設計のポカといって良いだろう。
<2019/06/08追追記>

 国際単位SIへの統一を、非商業分野にまで処罰を以て強制した通産省の悪政で、商取引の決済とは全く関係のない物理的理論分野まで縛ってしまって、非常に判りやすい比例定数:「減速定数」の使用が禁止されて、ATS−S地上子設置位置計算式など、ちょっと見には何を現しているのか判らない酷い式に書き改められていたり、空気の圧力も[気圧]や[kg/cm2]が禁止されて490kPa(=5[kg/cm2]:キロ・パスカル)に赤線の引かれた圧力計に交換されるなど、実務には全く無用で、必然性の無い縛りが掛かって、余分な手間だけを増した。 一時はインチ規格のネジが入手できなくなり、インチ系の機器のメンテが困難になった。 インチ・ネジ規格の弱点は、分数での定義があることで、それがデファクト・スタンダードとして民生品を席巻しているから厄介だ。1/4インチは小型中型カメラの止めネジだし、3/8インチはマイクロフォンとスタンドを繋ぐネジで、一部大型カメラやVTRカメラの留めネジ規格、ホーン・ドライバーの接続口径が13/8インチ精密ネジ、ICの足のピッチが1/10インチだから実態としてはインチ規格を排除できず、それぞれ6.35Φ、9.525Φ、34.925Φ、2.54mmという表記になって、実質はインチ規格を許容していた。 だが和裁に必要な曲尺まで刑事罰を以て禁止されて製造業者が検挙され国民は多大な不便を強いられて、その抗議・反対運動として作家でありタレントの故永六輔氏が大道で曲尺を強行販売、「捕まえてみろ!」と頑張っていたが、世論の支持で検挙できなかった。
 ところが、日米経済摩擦で、アメリカ製品の購入を強要されると、被占領植民地政府は、忽ちに目こぼしで、日本では禁止されるはずのインチネジ製品を許容して尻抜けとなったが、国内に対してのメートル法SI強制は永らく緩まなかった。 曲尺とインチネジ製品の流通が自由になっただけであり、鉄道車両の牽引力も、勾配を乗ずるだけで良い単純なkg重:トンではなく、いちいち換算の必要なキロ・ニュートン[kN]の使用が強制されたままである。
 単位統一は有用で必要なことだし、一般的な理論解析にはSI単位系が適するが、閉鎖領域で便利に使われている慣用単位や、簡易で判りやすい比例定数計算の排除を行政が時に刑事処罰を以て強制するのは明らかに行き過ぎだろう。 単位どころか比例計算定義まで禁止しては、技術者・研究者ではない一般国民の科学技術知識への接近を妨げてしまう。 小中学校での比例概念取得の演習題に、かっては「貫」「匁」「尺」「町」「坪」「反」「畝」「町歩」「ヤード」「ポンド」など身近な慣用単位との単位換算が重用されていたのだが、政府が使用禁止した単位を準国定教科書には使えないのだろうか? メートル法の処罰規定は商取引直結のみに限定して、それ以外の教科書などには自由にすれば良いものを! 根絶やしにされたはずの[ガル:gal≡cm/s2=0.01m/s2]が、阪神淡路大震災(1995/01/17)の未曾有の被害を機にまるきり息を吹き返してお咎めなしなのだし、真珠取引の国際単位となっていた[匁]は、真珠取引に限ってそのまま従前通りの使用を認めたのだから、有るべき姿に合わせた法改正はすべきだろう。 あの「ガル」こそ実用のシガラミがない単位なのだから[m/s2]に誘導・勧告すれば良いものなのに、正当な国民要求に応えた曲尺製造・販売業者に刑事罰強行だけとは、どちらを向いて行政を行っているのだ。 明治時代の太陽暦切り替え時に、太陰暦の販売を禁止して、潮汐で作業していた内湾近海漁民に多大な迷惑を掛けて、一種の読み物として太陰暦も表示している占いの高島暦を漁民のベストセラーした愚をなぞる政府通産省の愚行ではある。


TV直結ハードディスク考  <2>

 近年のテレビでは外付けハードディスク(HD)をUSB端子に接続すればHDR(ハードディスクレコーダ)として使えるタイプが多く出ている。その使い勝手はTV視聴も記録・再生も操作体系として一体で使いやすく、HDR/VTRを外付けするより安価で、操作が簡易である。
 TVチューナーを直接視聴用と記録用の2基搭載していて、1番組を記録しながら、他の番組を視聴できるし、記録中の番組も同時再生できて実質的には「タイムシフト」視聴も可能であるが、ワンタッチとは行かず、(高級HDRでは可能な)2チャンネル同時録画はできない。 直接視聴している片チャンネルは記録無用というコンセプトなのだろうが、近年番組の区切りが正時直前開始が増えて、ここで記録が衝突する。 2チャンネル同時録画は必要だ。
 しかし現状製品の仕様欠陥としては、
(1).記録した番組を他に持ち出せない。(同一メーカー品だと一部、LAN端子経由でDVDに10枚までダビングできる場合がある。PC用には公開されていない!)
(2).ハードディスクが個々のテレビセット固有のもにになってしまい、使い回しできない。
(同一メーカー品だと一部、互換可能)
(3).編集機能は存在せず、CMなど不要部の削除が出来ない。
(4).繰り返し機能(リピート)がない。語学レッスンとか音楽演奏など範囲指定リピートは必要。
(5).高速視聴機能は存在せず、視聴時間の節約が出来ない。講演・演説、解説、ニュースなどで有用
(6).ワンタッチのタイムシフト視聴がない。電話着信、不意の来客などの対応には欲しい機能。
(7).1週間以上の予約が出来ない。番組表に表示されてない録画予約の変更が出来ない。月1回番組に不便(=番組表式HDR共通:→繰り返し毎週予約にして記録の不要部を削除する)
(8).インターネットに接続できるが、ダウンロード不能。キーボード入力に難儀。(LANからの局地気象レーダー画面、局地天気予報は大変有用)
ということで、テレビが壊れると、他機に代替できないことで、HDRの記録を読み出せないかも知れないのだ。
 自家用の当座だけでの利用には支障ないが、長期の記録には使えないから、データの汎用性を求めたら、テレビとは独立した外付きのHDRが必要で、そちらに接続互換性のある増設HDを接続する方が良い。(HDRの増設HDでも他機との互換性はないものがまだ多いようだ)
 参考資料になる番組をHDに録画していたのだが、ファイルとして外に持ち出そうとしたら、何処にも出口がなくて、同一メーカーのHDR+DVD−RWを設置するしかないことが判った。松下:パナソニックのテレビからSONYとSHARPのHDRへは転送の方法がないのである!DVDに落とすためにはパナソニックHDR+DVD/Blue Lay最低\3万を入手する必要がある。
 我々ユーザーからすれば、こんな囲い込みは絶対に止めてもらいたい。

 なお、ビデオテープレコーダーVTR/HDRの使い方として、テレビを常にビデオモニーターとして使い、常にVTR/HDRの画像を見るようにした方が、諸操作が単純化されて扱いやすくなるのは経験的に一部の人たちに知られている訳で、外付きHDRを軸に操作すれば、利用制限は、大きく緩和される。
 現状のTV付属HD方式では、録画データの使い回しの点に難があって、そういう用途には使えないということだ。


2018/06/03 26:55

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