列車ダイヤについて

4-6 新丹那トンネルのなかで、列車の速度と加速度を測ってみよう！　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2018年4月14日　
   新丹那トンネルのなかで、列車の速度と加速度を測ってみよう！　
 
　TrainLogのプログラムを使って、列車の速度と加速度を測ってみました。

今回は、熱海〜三島間です。この区間には、長さが7,959mの新丹那トンネルがあります。
トンネル内ではGPSは使えないので、加速度センサーの値を積分して速度を測定しています。

　どのような様子だったかは、動画を見るほうが良くわかります。
  次の青色の行をクリックすると、YouTubeの画面に移動し、再生が始まります。

　
　説明のとうり、”携帯のアプリで、新丹那トンネル内で新幹線の速度・加速度を測定してみました。
それほど正確ではありませんが、それなりに測定できます。”
という感じではないかと思います。（見る人ごとに感想は異なるでしょう。）

　この場合の速度・加速度のグラフと運転曲線は次のようになります。
N700系（X16編成）です。

　速度・加速度のグラフ

　運転曲線

　　
　速度・加速度のグラフの速度のグラフでピンク色で示されているのは、GPSで測定した速度の値です。
そして中央あたりで、青色の速度の値が、150km/hから185km/h位まで急上昇している箇所があります。
それ以前の加速度センサーで測定していた速度の値に30km/h位誤差があったのだと思います。

　試しに、速度・加速度のグラフでピンク色で示されている、GPSで測定した速度の値が、127km/hで水平になる（トンネルに入る）箇所から、
青色の速度の値が、150km/hから185km/h位まで急上昇している箇所までの間の加速度を、0.05m/sec/sec だけ大きくしてみます。

一部の加速度を大きくした、速度・加速度のグラフ

　
 0.05m/sec/sec の加速度というと、0.18km/h/sec　で　0.005G ですから、加速度のグラフで見ると違いはわずかです。
しかし、速度は加速度を積分して得ていますから、速度の違いはしだいに大きくなり、グラフでもわかる程になります。
燈色で示したのが、一部で加速度を0.05m/sec/sec だけ大きくした時の速度のグラフです。
最高速度、250km/hあまりまで上昇し、185km/h位まで減速してGPSデーターが取得できるようになる部分も
相当自然になります。

　携帯の加速度センサーには、0.05m/sec/sec程度の誤差はあってどうにもならないかというと案外そうでもありません。
適切にキャリブレーションすれば、相当な精度が得られます。ただし、もうひとつの条件として、ルートが平坦である必要があります、
上り坂では、進行方向の加速度が大きくなり、速度も大きくなります。
例えば、35‰上り勾配の区間では、1.235km/h/sec加速度が大きくなるので、どんどん速度もあがっていきます。

　ところで、東海道新幹線の品川駅では、GPSデーターが取得できなくなることがよくあります。 
TrainLogでは、GPSのデーターが取得できない場合でも、列車が停止している時、速度が　0km/h と表示されるように、　
GPSのデーターが取得できない場合、加速度を積分して速度を得るのとあわせて、振動などを測定して、
停止していると判断した時には、速度が　0km/h と表示されるようにしています。
地下鉄で使ってみると、この機能があると、かなり速度の表示が正確になるような感じです。
しかし、新幹線の場合、この機能のために、トンネルのなかで突然速度が　0km/h と表示されることがあります。

　新幹線の場合、最高速度が速いので、かなり長い時間減速が続きます。また本線側に停まる時と副本線側に停まる時で、
減速のパターンが異なります。さらに相当減速した後、70km/h、80km/h位で走っている時、非常になめらかで
”まるで停まっているようなので”判断を誤ることがあります。
具体的には、下り列車が熱海に停車する前、上り列車が小田原に停車する前、あるいは、
新神戸に停車する前（上り・下りとも）などに、トンネルのなかで突然速度が　0km/h と表示されることがあります。

　TrainLogのアプリは測定器として使うことを想定したものではなく、トンネルのなかなどで、
どの位正確に測定できているかを楽しむアプリだと思っています。
地道に表示を改善していく予定です。