Thursday, 15 December 2011

2011/12/14 J-Railパネルディスカッションにて古関がお話した内容の控え



JRAIL 2011 震災関連討論会
2011/12/14 首都圏直下型地震に向けた検討課題の議論

「東日本大震災を踏まえて 旅客の避難誘導、帰宅困難者問題、運行管理、電力供給、地震早期検知、そのほかのソフト対策」


(1)
首都直下型地震,首都圏直下型地震に向けた検討課題の議論
東日本大震災を踏まえて
旅客の避難誘導、帰宅困難者問題、運行管理、電力供給、地震早期検知、そのほかのソフト対策

(2)
一帰宅困難者としての経験から
本郷から三鷹まで 30km 7時間の徒歩

技術的には、止めて、安全性を確認し、(部分的にでも)運転再開を最優先にするという判断は正しかったはず
少なくとも数時間は公共交通は止まるものだという前提
コンセンサスと生き残りの体制作り

(3)
職住接近ではないことの基本的脆弱性:小学生の親として
保育園の対応
小学校の対応

公共交通/通信(電話、メール、ツイッター,...)/教育機関の対応
数時間は公共交通は止まるものだ
携帯電話の基地はバッテリーで機能維持
文字情報だけでも伝われば格段に安心は増す

(4) 
平時の交通弱者は非常時にはさらに
....外国人と障がい者 

スマホ、メール、オンラインマップ、GPS、ラジオで救われた徒歩移動

障がい者の支援に技術的決め手は無い? しかしどうしても必要な配慮
逼迫した状況の中で、公共交通事業者がどこまで、具体的にどのような交通弱者支援ができるか?
(については、より平時からの検討が必要?)
地元、職場や学校の人的ネットワークが最後の砦
沿道で見られた規律と相互扶助
より大きく応えた3/14以後の通勤輸送削減

(5) 電力供給の問題
照明、情報通信、動力
とりあえず東京大停電は無かった3/11だが
想定外だった「発電力の不足」
高価な社会実験としての「計画停電」
鉄道動力だけは優先すべきだった?
電力量と電力
省エネルギー運転技術

(6) 電源構成の変化:それでも進めるべき交通の電気化
原発事故を受けて大きく変化するエネルギー基本計画
総合資源エネルギー調査会基本問題委員会での密な議論
東北新幹線の損害:目だった電気系設備の損害
平時の冗長性の意味
早かったと言ってよい復旧 電気は線をつなげば通る
真空遮断機とGIS: 小型化、保守省力化のための設備投資がもたらした恩恵
再び「震災に学ぶ」:信号・通信系も含めたシステム全体の電源の見直し
電気化の利点は何物にも変え難し!

(7) 情報技術とネットワーク:各種防災システムのゆるい連携
有効に機能した地震検出に連動した列車停止の仕組み
非常時こそ必要な正確かつ客観的な情報開示
複数のメディアでこまめな情報提供を
インターネット ソーシャルメディアにも信頼おける機関の積極的関与を
各種防災情報ネットワークのゆるい連携: 地震 雷 火事 洪水 ??
災害への堅牢性を持つ自立分散型センサネットワーク

(8) まとめ
生活者の視点から:
職住接近 でない大都市圏の脆弱性は交通だけの問題ではない
 学校の問題 子供との対話 地域の人的ネットワーク 

重要な正確な情報開示 交通弱者の支援 

非常時こそ情報と交通の相互補間が重要

まずは維持すべき多チャンネルのリアルタイム情報の流れ
 それが出来れば物理的移動手段の回復に時間的余裕がもてる
 正確な情報伝達が公共交通の安全確認・運転再開にも資する

電力供給:早期に行うべきシステム脆弱性の抑制
電源が絶対的に不足することもある!:省電力運転は中長期の重要課題

十分に議論が尽くされていない課題
省力化・運転自動化と非常時の機能の維持との関係

Wednesday, 23 November 2011

日本地下鉄協会リニアメトロ推進本部個人会員総会2011/11/24 講演「軌道系交通へのリニアドライブ技術応用の最新動向」について


日本地下鉄協会リニアメトロ推進本部個人会員の皆様 
拙い話をご聴講いただきありがとうございました。 
 
日本地下鉄協会リニアメトロ推進本部個人会員総会2011/11/24@スクワール麹町
講演「軌道系交通へのリニアドライブ技術応用の最新動向」
東京大学大学院工学系研究科電気系工学専攻 
古関 隆章
 
自己紹介
 大学院生時代: リニア誘導モータの研究
 ドイツでの個人的体験
 現在の研究活動と日本地下鉄協会との関係

はじめに
1. リニアドライブと磁気浮上
2. 世界の磁気浮上鉄道の技術動向(大田市MAGLEV2011からの話題)
3. 中央新幹線リニア
4. 鉄輪形リニア:カナダ, 日本, 中国市場
5. リニアモータ国際規格化
6. おわりに 

1. リニアドライブと磁気浮上
軌道系交通におけるリニアドライブの特長と短所
磁気浮上とリニアドライブ
各種方式の組み合わせと機能上の相違
EMSに基づく磁気浮上技術開発の歴史
 ドイツ Transrapid
  日本 HSST

2. 世界の磁気浮上鉄道の技術動向(大田市MAGLEV2011からの話題)
ドイツにおける磁気浮上開発の盛衰と技術的問題点
昨今の話題: 新たな意欲を見せるブラジル、中国、韓国
韓国 機械技術研究所の磁気浮上鉄道
韓国のリニアドライブ応用の問題点

3. 中央新幹線リニア
国鉄技術研究所の先端技術への意欲とJRリニアの開発の経緯
日本はドイツよりも5年遅れている?(1987 Maglev Hamburg
山梨試験線における開発と東海旅客鉄道の主体的役割
中央新幹線計画
国土交通省 中央新幹線技術評価委員会 における議論
国土交通省 交通政策審議会鉄道部会 中央新幹線小委員会 の答申
日本のリニアの特長
2027年?東京-名古屋開通に向けた具体的作業の開始
本当の非接触走行のために

4. 鉄輪形リニア:カナダ, 日本, 中国市場
カナダにおける先行開発と、ボンバルディア社の世界戦略
日本のリニアメトロ
 大阪、東京、神戸、福岡、横浜、仙台
日本地下鉄協会における技術開発
韓国Yongi線の蹉跌
中国市場にむけた技術検討の努力

5. リニアモータ国際規格化
リニアモータに関する学術研究
2006年からの日本国内準備会
日本発 New ProposalIECへの提案とPT62520の成立
 参加国と参加メンバ
 文書検討スケジュール
20081月 プロジェクト会合@京都
200812月 プロジェクト会合@キングストン(カナダ)
201001月 プロジェクト会合@ベルサイユ(フランス)

技術審議の重点と残された問題点
 ビジネスの考え方、商習慣と企業の役割の相違
 専用試験線と実車試験の位置づけ
 残された問題:あくまでも車上一次形リニア誘導モータの標準化文書としてのIEC62520
文書の発行と日本鉄道車輌工業会におけるJIS化作業

6. おわりに 
磁気浮上とリニアドライブ
実用化の最も進んだリニアモータカーとしてのリニアメトロ
今後の展望
 飽和する国内地下鉄市場 
 台頭する韓国、中国との関係
 自動運転とリニアメトロ
 中央新幹線への期待
 減圧トンネルとリニアドライブ 
講演時にお示ししたスライドのコピーをここからご入手ください。
(暗号化文書のため当日配布資料にお示ししたPWを入力して開いてください。)

---講演中に気づいたこと、講演後の御議論に基づく補遺---

(1)スライド 33ページ 超電導磁気浮上式鉄道実用化技術評価委員会
  これまでで行われた技術評価

最近の状況の補足
2009年7月
「超高速大量輸送システムとして運用面も含めた実用化の技術の確立の見通しが得られており、営業線に必要となる技術が体系的に整備され今後詳細な営業線仕様、および技術基準等の策定を具体的に進めることが可能になったと判断できる」 (ただし、この段階では、車輌への電力供給の方法は残された課題とされていた。)

2011年9月
「誘導集電については、車上電源として実用化に必要な技術が確立している。」


(2) スライド 35ページ
実際に新幹線を二十年動かしている会社が....
 ==> 現時点では、二十四年 (国鉄時代を含めれば四十七年)

以上を補足・修正いたします。

Monday, 7 November 2011

第二回鉄道技術展講演会「技術発展と飛躍のための鉄道技術者結集」古関講演関係資料

 ---01---
第二回鉄道技術展講演会「技術発展と飛躍のための
鉄道技術者結集」(1)
人材育成/国際連携/産学協力

東京大学大学院工学系研究科
電気工学専攻
古 関 隆 章


講演のメモを改めて下記に記します。

---スライド番号 02-09---
自己紹介

---10---
はじめに

軌道系公共交通システム
--持続可能な産業発展  
  --成熟した生活の豊かさ

海外市場展開の重要性
交通社会基盤としての価値 ==> 若者も実感

鉄道技術の飛躍
 既存の工学技術分野を融合した横断的議論
 人的交流

 海外の知を活用する国際連携

次世代の鉄道技術を支える人材育成を視野
==> 鉄道技術者結集

国際連携
産学官連携の展開の近未来像

---12---
日本の鉄道黎明期の歩み

イギリスから技術導入して建設
建設指導の技師、機関士などの要職も全てイギリス人
鉄道開業時に使用された蒸気機関車も、イギリスから輸入

鉄道の左側通行
車両との段差をなくすホーム、
ホームに面して改札口を設けるスタイルなど
==> 全てイギリス流である

Edmund Morel (1870年 来日)
1840年11月17日 - 1871年11月5日

1870年(明治3年)鉄道敷設のため測量、着工
枕木: 加工しやすい国産の木材
多摩川(六郷川)の六郷川橋梁 木橋
1877年 鉄橋に交換

線路敷設:反対運動
全線29kmのうち、1/3にあたる約10kmが海上線路
1872年(明治5年)5月7日(新暦6月12日)に品川駅 - 横浜駅(現在の桜木町駅)間で、仮開業
2往復列車運行 翌8日に6往復
9月12日(新暦10月14日)に新橋駅 - 横浜駅間開業式典@新橋駅
正式開業時の列車本数は日9往復、全線所要時間は53分、表定速度は32.8km/h

1922年(大正11年)から10月14日は「鉄道の日」

新橋駅 - 横浜駅間開業から30年余りで7000kmを突破した日本の鉄道網
==> 日本近代化の礎に

---13---
お雇い外人と工部大学校
工作局長の大鳥圭介が初代校長兼任
初代都検(実質的校長)イギリス人Henry Dyer

1871年、工部省に工学寮が設置
1873年 大学設置
1877年1月 工部大学校に改称
(1876年 附属機関工部美術学校設置)
1885年、工部省の廃止に伴い文部省に移管
1886年の帝国大学令により東京大学工芸学部と合併、帝国大学工科大学となる
1897年(明治30年)6月 京都帝国大学の設置に伴い「東京帝国大学」と改称

---14---
人材育成:エアトン先生が開いた世界初の電気工学科

英国人電気科学者エアトン(William Edward Ayrton)は1867年にロンドン大学数学科を卒業した

後、グラスゴー大学のケルビン卿(Lord Kelvin)のもとで電気学と物理学を学んだ

---15---
東京大学電気工学科

1873年の設立

1853年のニューヨーク万国博覧会 Otis エレベータ
1889年 世界で始めてのエレベータの電気化
1890年11月10日 凌雲閣:日本最初のエレベータ
1879年 世界最初の電気鉄道 by Siemens
1895年 京都で日本初の電車による営業運転 

---16---
ベンチャーが自然に育った初期の大学

中野初子
1891年 工科大学教授
1899年 工学博士
電気学会会長
日本の電気事業創設に貢献

藤岡市助
電気、電球灯の普及に貢献
「日本のエジソン」、「電力の父」
電球製造の白熱舎(東芝)創設者のひとり

志田林三郎
1885年 隅田川の河口
水を使った遠隔地無線通信実験
(マルコーニの無線実験より9年前)

1878年 3月25日 明電信中央局発足
エアトンに指揮された藤岡市助、中野初子、浅野応輔ら電信学科の学生
フランス製デュポスク式アーク電灯

---17---
文明開化と蘭学の伝統

オランダ通詞
新井白石が『西洋紀聞』:開明的海外理解
徳川吉宗 漢訳蘭書の輸入禁止の緩和
青木昆陽、野呂元丈: 蘭語学習 実学の奨励

田沼時代
1774年 杉田玄白・前野良沢 オランダの医学書の『ターヘル・アナトミア』を訳す
『解体新書』と
平賀源内 蘭学全般 エレキテルの修理/寒暖計の発明

幕末の軍事的実学性の強い「幕府洋学」
高島秋帆 西洋砲術
江川英龍(太郎左衛門) 韮山反射炉
佐久間象山 大砲鋳造
永井尚志 長崎海軍伝習所
勝海舟 神戸海軍操練所

1858年設置の蕃書調所
1862年 対象をオランダ語から英語などに拡大
1863年 開成所と改称
==> 明治新政府に受け継がれ東京大学等

私塾
江戸 大槻玄沢の芝蘭堂
大坂 緒方洪庵の適塾
長崎 シーボルトの鳴滝塾
佐倉 佐藤泰然の順天堂

辞書:ハルマの『蘭仏辞書』
1796年 日本最初の蘭和辞典
1798年『ハルマ和解』
1833年『ドゥーフ・ハルマ』の完成

---18---
人材育成: 私塾の伝統
近代化の象徴: 松下村塾

松下村塾(1842-1892)江戸時代末期(幕末)
長州藩士の吉田松陰が講義した私塾

長州萩城下の松本村(現在の山口県萩市)
松陰の叔父である玉木文之進が設立
1857年(安政4年)藩校明倫館の塾頭を務めた吉田松陰が引継
1858年(安政5年)に松陰が野山獄に再投獄され廃止

武士や町民など身分の隔てなく塾生を受入
学問は「人間とは何かを学ぶことである」
「学者になってはいけない。 実行しなければならない」

短期間の存続
尊王攘夷を掲げて京都で活動した者
明治維新で新政府に関わる人間を多く輩出

久坂玄瑞、吉田稔麿、入江九一、寺島忠三郎、高杉晋作
明治の元勲:伊藤博文、山縣有朋、品川弥二郎、山田顕義、野村靖

---19---
蘭学と文明開化: 洋学の配電盤
適塾

蘭学者・医者 緒方洪庵が江戸時代後期1838-1868に大坂・船場に開いた蘭学の私塾

適塾25年の入門生およそ三千名

訳文、執筆の教訓: 福沢諭吉 『福沢全集緒言』

教える者と学ぶ者が互いに切磋琢磨する制度
学問研究----明治以降の学校制度とは異なる
==慶應義塾大学の「半学半教」

塾生間の信頼関係は緊密

蔵書解読で、「ヅーフ」(ヅーフ編オランダ日本語辞典)

「ヅーフ部屋」には時を空けず塾生がおしかけた。

月に6回「会読」
程度に応じて「○」・「●」・「△」の採点

3カ月以上最上席を占めた者が上級に
=成績制度の発案、採点制度

後に福沢諭吉は適塾時代を振り返り「目的なしの勉強」を提唱
純粋な学問修行
物事のすべてに通じる理解力と判断力を養う。
(緒方の死後、福澤諭吉、大鳥圭介を中心に集まり)

---20---
西洋文明導入としての近代: 阪大と適塾
福澤諭吉 大鳥圭介 橋本左内 大村益次郎 長与専斎 佐野常民 高松凌雲など
幕末から明治維新にかけて活躍した多くの人材を輩出
大阪大学と慶應義塾大学の源流の1つ

---21---
軍事インフラとして系統的に鉄道整備と人材育成を進めたプロシア
戦争のためのインフラとして発達した都市間幹線鉄道
-自由を謳歌する移動手段としての自動車
     <=> 計画的に整備された鉄道
1866年6/15-8/23 普墺戦争
1870年7月19日-1871年5月10日普仏戦争

---22---
Technische Hochschulen (ドイツの鉄道関連の工科大学)
Institut für Bahnfahrzeuge und Bahntechnik: TU Dresden
    http://tu-dresden.de/die_tu_dresden/fakultaeten/vkw/ibb
Institut für Elektrische Maschinen und Bahnen, TU Braunschweig
    http://www.iem.ing.tu-bs.de/
Institut für Verkehrssicherheit und Automatisierungstechnik, TU Braunschweig
    http://www.iva.ing.tu-bs.de/
Institut für Land- und Seeverkehr (ILS) Betriebssysteme elektrischer Bahnen, TU Berlin
    http://www.bahnsysteme.tu-berlin.de/
Instituts Verkehrstechnik, TU Cottbus
    http://www.tu-cottbus.de/fakultaet3/de/fakultaet/institute/verkehrstechnik.html
Institut für Verkehr, TU Darmstadt
    http://www.verkehr.tu-darmstadt.de/ifv/fachgebiete_ifv/index.de.jsp
Institut für Verkehrswissenschaften, TU Wien
    http://www.ivv.tuwien.ac.at/
Institut für Verkehrsplanung und Transportsysteme (IVT), ETH Zürich
    http://www.ivt.ethz.ch/

---23---
民間ビジネスとして発展した日本の鉄道

明治10年(1877年)の西南戦争後政府の財政難
新規建設は東海道線(明治22年(1889年)全通)などを除き停止

遅々として進まない鉄道整備
新橋駅 - 横浜駅間
北海道の幌内鉄道(後、手宮線・函館本線の一部・幌内線)
釜石鉄道、
大津駅 - 神戸駅間

岩倉具視・伊藤博文
私有資本を用いての鉄道建設

半官半民会社:日本鉄道設立

私鉄会社 同様な方式で誕生

明治の「五大私鉄」
日本鉄道+北海道炭礦鉄道、関西鉄道、山陽鉄道、九州鉄道
==> 大手私鉄時代 1906年(明治39年)鉄道国有法公布まで続く

---24---
軍事インフラとしての日本の鉄道

日清・日露戦争と鉄道
1878年の西南戦争
京浜間と京阪神間のみの運転 ==> 軍隊集結や港への輸送に大効果

明治維新後の日本の総力プロジェクト: 鉄道 ==> 戦争遂行に重要な役割

日清戦争 1894年-1895年
日清戦争:山陽鉄道が広島まで到達した翌月に勃発
鉄道の西の終点 広島:大陸に最も近いターミナル
広島で戦争指揮 明治天皇と大本営が滞在し

宇品港は大陸への積み出し港
各地部隊や軍事物資は官営鉄道と私鉄を乗り継ぎ広島集結

日露戦争 1904年-1905年
鉄道による軍事物資輸送: 日清戦争を大幅に上回る
輸送した人員は88万6千人
馬13万8千頭
貨物26万2千トン

戦時中: 一般の輸送は大幅に削減

==> 大規模私鉄割拠が戦争遂行に不便
例:弘前師団の出征: 弘前駅 - 福島駅 官営
福島 - 品川 日本鉄道
品川 - 神戸が官営
神戸 - 広島が山陽鉄道
広島から船で大陸へ
煩雑な業務:
各鉄道間のダイヤ 車両の遣り繰り 事後の運賃精算など

---25---
日本国有鉄道への幹線の統合

鉄道の有効性+私鉄割拠による不便
==> 陸軍が日露戦争後に鉄道国有化を要望
1906年3月「鉄道国有法」可決
=五大私鉄会社を含む大手私鉄17社の国有化(買収)決定

買収は1906年10月--1907年10月
国内輸送の基幹となる路線優先
 買収前の官鉄の総営業距離は2,459 km、
 買収後の国有化した路線の総営業距離は4,806 km

長距離列車の設定
東京 - 下関間の直通列車
奥羽線経由の上野 - 青森間直通列車など

膨大な国鉄保有車両=運用・整備・修理困難
==> 車両・機材の国産化/ 標準化

---26---
第二次世界大戦と鉄道

弾丸列車(<==後の新幹線構想につながる)
1940年1月16日:「東京・下関間新幹線増設に関する件」
東京から下関まで国際標準軌間 複線の建設計画
路線経路:東海道新幹線と山陽新幹線に相当
<==下関から朝鮮半島や中国大陸への人や物資の輸送を考慮
   旅客, 高速貨物列車, 荷物列車などを設定
旅客列車の最大速度電化区間で200 km/h、非電化区間で150 km/h

第二次世界大戦前
朝鮮・台湾・樺太などの鉄道を日本が建設
満州: 南満州鉄道が現地の開発 豪華列車「あじあ号」

第二次世界大戦中:戦時体制
産業用鉄道の国有化や私鉄の統合
「不要不急の旅行」の抑制

1943年(昭和18年)2月以降 旅客列車削減
1944年(昭和19年) 特急列車・一等車・食堂車・寝台車 全廃

---27---
国鉄の分割/民営化

1987年4月1日 中曽根康弘内閣が実施
日本国有鉄道(国鉄) ==> JRとして6つの地域別旅客鉄道会社
                          1つの貨物鉄道会社などに分割/民営化
---29---
国鉄民割24年
JR各社: 独自の経営方針
バブル崩壊後
大規模なリストラ 
=> サービス簡素化/水準低下
  新幹線食堂車の廃止/
供食サービス縮小
   寝台列車の削減
   ローカル路線の廃止など

順調な旅客運輸
<=> 貨物運輸 ほとんどトラック

安全対策 人材育成に問題 
  昨今の鉄道事故の下げ止まり?
第三セクターの赤字問題
苦しい地方中小民鉄の経営
国内輸送市場の飽和

---30---
手詰まり感?
国土交通省交通政策審議会の問題意識

平成20年1月25日
交通政策審議会陸上交通分科会鉄道部会・緊急提言
「地域の暮らしや観光、まちづくりに組み込まれた持続可能な鉄道輸送の実現に向けて」
経営状況の悪化に伴い事業廃止に至る事例が相次ぐ地方鉄道に焦点
==>上下分離の実施
土地等重要な資産の地方公共団体による保有等
事業構造の変更、鉄道事業を再構築
「頑張る地域と鉄道事業者」の真摯な取り組み
国としても必要な支援を積極的に実施
===
2008年6月19日
環境新時代を切り拓く、鉄道の未来像
ー 鉄道がつなぐ、エコフレンドリーな生活圏の創造に向けて -

1 「安全・安心」への意識の高まり .
2.地球環境問題の深刻化
3.情報通信技術の発展
4.経済社会の成熟化に伴う、価値観やライフスタイルの多様化
5.本格的な少子高齢化の進展
6.地方の活性化と都市の魅力の向上の必要性
躍進する中国/国際市場への展開

---32---
震災を超えて

あの地震があっても死亡事故ゼロ
東北新幹線の復旧
新青森から鹿児島中央まで

---33---
国際市場への挑戦:日立のUK進出

---34---
リニア誘導モータ国際標準の発行

---35---
広がりつつある国際標準化活動における日本の存在感
日本の国際認証機関の設立

---36---
中央新幹線の建設開始

---37---
磁気浮上:真の非接触高速走行のための技術
非接触集電

---39---
私的勉強会
としての「鉄道技術の明日を語る会」と「鉄道技術者を結集する会」

「鉄道技術の明日を語る会」
(顧問)井口 雅一    (座長)中村 英夫
(世話人)岩沙 克次, 佐伯 洋, 工藤 希
(メンバ)渡邊 朝紀, 水間 毅, 廣瀬 道雄, 白川 保友, 鈴木 学, 深谷 研二, 古関 隆章

2009年12月から21回の私的議論の会を開催 
JREA誌に議論内容を紹介する記事を掲載
2011年11月11日午前のシンポジウム:
目を覚ませ日本の鉄道 そして日本の未来にもっと元気を

「鉄道技術者を結集する会」
発起人: 須田
世話役: 庄司 鼠入 
(2011年春から、現在、1-2ヶ月に1度、日本鉄道技術協会、東京大学、日本大学、日本車両工業会などで定期会合を開催)
さらに鉄道学会を結成しようという動きも
第1回鉄道技術将来戦略検討委員会(2011/3/8)

---40---
鉄道技術展の発足と継続
2010年 11月 第1回
2011年 11月 第2回
以後 2年に一度ずつ開催?

+++
後援     国土交通省、経済産業省、文部科学省、日本貿易振興機構(JETRO)、
北海道旅客鉄道株式会社、東日本旅客鉄道株式会社、東海旅客鉄道株式会社、
西日本旅客鉄道株式会社、四国旅客鉄道株式会社、九州旅客鉄道株式会社、
日本貨物鉄道株式会社

協賛     公益財団法人 鉄道総合技術研究所、公益財団法人 東日本鉄道文化財団、
社団法人 海外鉄道技術協力協会、社団法人 日本交通計画協会、社団法人 日本地下鉄協会、
一般社団法人 日本鉄道技術協会、社団法人 日本鉄道車両機械技術協会、
社団法人 日本鉄道車輌工業会、一般社団法人 日本鉄道施設協会、
社団法人 日本鉄道電気技術協会、一般社団法人 日本電機工業会、
社団法人 日本電気制御機器工業会、社団法人 日本建設業連合会、
社団法人 日本モノレール協会、社団法人 日本民営鉄道協会、一般社団法人 信号工業協会、
一般社団法人 鉄道分岐器工業協会、日本鉄道車両輸出組合、全国路面軌道連絡協議会、
日本試験機工業会、一般社団法人 日本自動販売機工業会 ※順不同
+++

---41---
広い視野と構想力を持った技術者の確保と養成(JR-1)
「鉄道技術の明日を語る会」の人材育成の議論から
鉄道を取り巻く厳しい環境
 少子高齢化による利用者の減少/ 環境保全、省エネルギ/ 他輸送機関との競争の激化/ 利用者の意識の変化など

鉄道の安全性向上と経営改善のための技術面の多数の課題
多様で複雑な課題の解決:幹部技術者の役割

求められる能力
適切な改善課題の発掘
適正な解決策の発見 
改善施策をリードする力

自社技術の全体の掌握と新しい技術動向の知見
問題解決能力
経営感覚と構想力をもつ人材の確保

属人的資質、感性に依存<=>総合技術経営者を確保するための体系的な人事・養成プログラム

先進的技術分野: 社外の研修・講習会での習得
他会社への出向や大学研究室や経営学研究室への短期留学の形で実体験
学習と上級技術者との交流による情報交換基盤を形成

必要な構想力やリスクマネジメント力の資質を磨く
技術・経営に関連した討論
モノの考え方や解決方法、思考の方法の習得
社会人・技術者・鉄道人としての技術倫理
人間心理の分野の知見

---42---
広い視野と構想力を持った技術者の確保と養成(JR-2)
「鉄道技術の明日を語る会」の人材育成の議論から

技術系ジェネラリスト: 見識=実経験を踏まえた洞察力と未来に向けてのイマジネーション力
 現場、鉄道のいろいろな部門、ステージを経験して涵養される

人材の確保は可能:
(1) 鉄道会社が優秀な人材を継続して採用
(2) 適切なキャリアパスの下で時間を掛けて養成

問題点
 国鉄民営分割後JR各社の技術者が自社の経営課題を優先しがち
==> 鉄道業界全体を俯瞰しビジョンを立てる気風が薄れてきている?

鉄道各社、メーカー、大学等が参画する「鉄道学会」のような場を創設
 情報交換や議論の深度化 鉄道技術の啓蒙を図る。

JREAなど既存の協会組織を基に「鉄道学会」を主導する組織にしていく?

---43---
広い視野と構想力を持った技術者の確保と養成
「鉄道技術の明日を語る会」の人材育成の議論から(民鉄)

民鉄では幅広い視野で判断するための教育の教本も教育項目も無い。

専門分野:大手民鉄には鉄道一般から自社採用の資機材・機器を含めた教本がある
中小民鉄は教本は無い。(実務教本は鉄道総研の刊行本: 基本事項は作成可能)

中小民鉄では教師も適任者が少ない
中小事業者には鉄道総研や経営者の支援が必要

事業者内の歴史的負の遺産: 分野の縦割り意識
実務処理の現実
鉄道技術界一般でも各種協会の活動例でも顕著
 
事故対応経験不足
事故内容の詳細が当該事業者から開示されることは極めて稀
国交省からの事故情報を教材として有効活用
最近の重大事故を再発防止の教材として社内展示する事業者もある
自社ではJR東日本に協力を得て白河研修センター見学を随時教育に加える例も:JRの理解が得られるなら貴重な経験

事業者間の相互理解と情報開示の進展==> 中小民鉄のレベルアップ

社外研修および講演会等: 国交省、鉄道総研及び各協会において無料・有料の各種研修会等
中小が必要とするテーマとの乖離も:現場サイドが消化不良
ギャップを如何なる方策で繋ぐのか?

---44---
広い視野と構想力を持った技術者の確保と養成
「鉄道技術の明日を語る会」の人材育成の議論から(メーカ)

鉄道システムメーカーとして規模の拡大を目指す成長
 人材の確保が必須
 毎年規模の維持・拡大のため一定数の新規採用、即戦力としての経験者採用を実施

新規採用は大学・大学院卒の電気工学・機械工学系専攻を中心とする採用

基礎的な教育・研究を受けてきた人材
入社後2年間に事業に必要な専門技術教育を実施 
その後職場に配属し実務経験
社外・社内の技術者研修に参加させる
その後、実務での経験の蓄積、自己研鑽に期待し、技術者としての成長を待つ

従来:システム・インテグレイターである鉄道事業者の指示に従う
専門分野の製品を設計・製作・納入すれば良かった

事業のグローバル化=ビジネスモデルの変貌:
社内に鉄道事業者に変わるシステム・インテグレイタとしての技術系ジェネラリストが必要
その確保と育成に苦労
現在は国内鉄道ビジネスで最優秀なエンジニアと現地で採用したローカル・エンジニアを当てる
量の確保と質の充実を目指した組織的・体系的養成計画はできていない

鉄道技術ジェネラリストの育成:本人の適性、資質を見極め、
海外での業務の経験 
社内でのローテーション 
社外教育講座の受講等 をバランスよく体験させる。

---45---
技術系エキスパートの確保と養成
「鉄道技術の明日を語る会」の人材育成の議論から(JR-1)

[1] 現業部門の指導・監督のエキスパート
社員の指導・監督および社外(メーカなど)の専門家との折衝
技術力と指導力が鍵
  現状(人・作業・機器など)の正しい把握と認識
  改善・改良の指導力
  新しい技術動向の把握が必要

社内・社外(講習会参加など)の教育プログラム
事故・故障の減少によって異常時に遭遇する機会が少ない
対処能力:
大きな鉄道会社: 電子機器の不具合、運転取扱いの変更、事故時などへの対処能力
<==シミュレータ訓練
+ スキル向上のため 現場教育の充実と幹部の指導力向上の教育を追加する必要

[2] 間接部門(計画部門)の専門技術エキスパート
現状
 社外の専門協会が主催する講習会や研修会への参加
 電機メーカや研究所に出向
さらに今後
鉄道外の自動車業界や情報系企業など先進技術企業・大学研究室への出向
短期研修などによる先進技術の学習と導入
==>時代を先取りする感性を涵養する教育体制

---46---
技術系エキスパートの確保と養成
「鉄道技術の明日を語る会」の人材育成の議論から(JR-2)

鉄道技術の多様化:鉄道事業者や鉄道専門メーカー等だけで成立せず
広く世の生の最新技術を導入する時代<=> 鉄道固有の技術領域も存在
車両の走行装置の設計や保守
保線技術、保安システムの設計や保守、
 故障発生時の迅速な原因究明や応急措置など
<==現場を中心としたOJTで継承

問題
急速な世代交代<=>現場の効率化や外注化などで少なくなったOJTの機会と時間

(例)JRE車両部門: 大量退職に対応するためOBを活用した外注化がこれまで主流だったが、そのOBも少なくなっている: 外注会社の優秀な若手をいかに採用し、育成するかが課題

即戦力になりうるエキスパートの育成:
鉄道技術教育機関を充実して基礎教育を施す

---47---
技術系エキスパートの確保と養成
「鉄道技術の明日を語る会」の人材育成の議論から(民鉄)

中小民鉄
経営方針の相違 人材のレベル(問題意識、能力等)の差

 動免取得養成は親会社もしくは同種(モノレール等)、親交事業者に委託
免許取得後自社路線で2か月程習熟運転を実習して1本立ち
教育の主体は現業長に任せる傾向
会社によっては一人二役など要員不足の発生も
費用を要する外部教育や外部講師を要請しての教育には消極的
現場の総合的訓練: 余裕がない、各分野ごとに必要なら実施

中小民鉄に時間とお金と労力をかけて技術者を養成する力は無い
メンテナンスには経験と勘、加えてIT力をも活用した的確な判断力
即戦力としてゼネコン等有資格者を含めた中間採用を実施 <==年収の低さから敬遠されがち

---48---
広い視野と構想力を持った技術者の確保と養成
「鉄道技術の明日を語る会」の人材育成の議論から(メーカ)

鉄道事業者に納入した製品・システムの信頼性・安定稼動が事業継続の要
==> 設計・製造・品質保証の現場の技術力の確保・士気の維持に最大限注力

熟練・ベテラン技術者の技術・ノウハウのOJTによる若手への伝承、教育
映像による匠の技の伝承

地方に拠点を置いている設計・製造部門
地元で若手技術者採用を充足
地道な活動を継続して現場の技術力の維持・向上を図る

今後の事業のグローバル展開
製造拠点も海外に展開 <=> 強みである日本品質の実現
図面・製作指示書等のエンジニアリングデータの国際化
現地指導員の確保等

---50---
大学における人材養成
「鉄道技術の明日を語る会」の人材育成の議論から

<問題点>
基本
 鉄道をどうやって動かすのか、
 歴史的にどのように発達し
 社会でどのような役割を果たし、鉄道会社が何を考え、列車を動かすことは社会の中で結局どのような役割を果たすことになるのか、ということを一般学生が学ぶ機会はない

大学の工学教育: 一般的に視野の広い技術者・研究者の養成
大学院重点化:研究業績を中心とした業績評価が厳しく問う---研究者養成という性格
==> 鉄道関係業界の人材ニーズとは方向性は一致しない

大学の活動中心:大学院学生 外国人比率の高まり
 <=> 優秀な人材を日本の鉄道事業者が受け入れる可能性は事実上ゼロ?

鉄道に関係の人材や現状の産業活動における役割は限定的
寄付講座 ==> 総合的観点からの鉄道技術教育の活性化への貢献
  工学院大学エクステンションセンターの鉄道関連講義

鉄道関係産業に従事する技術者で自分の専門以外の分野について勉強しようという人向け
横断的鉄道関係技術者・研究者交流の場としてJ-Railを発展させ常設的学会に?

---51---
学協会による教育・研修のシステム
「鉄道技術の明日を語る会」の人材育成の議論から

鉄道電気技術協会
    電力・信号・通信 技術講習会 基礎課程 普通課程 高等課程
    技術認定講習会 (信号ケーブル接続方法・通信ケーブル接続方法・レールボンド溶着方法) 
    鉄道設計技師受験講座(1日)

関東出改札システム協議会
    出改札システム講習会

日本鉄道運転協会
講習会
運転設備研修講座(3日間)
運転理論講習会(4日間)
運転法規研修講座(3日間)
運転関係指導者講習会(3日間)
輸送技術管理者ゼミナール(3日間)
保安講習会 (運転適正検査、工事管理者、線路閉鎖責任者、土木検修責任者、線路検修責任者、特殊運転者,軌道工事管理者、軌道作業責任者、軌道機械操作者)

関連学会における活動
土木学会、日本機械学会、電気学会、サイバネ協議会などにおける、各種大会、研究会などの研究発表の場や若手向けの講習会

鉄道関係の国際学会/三学会が共同で開催するJ-Rail

公益法人としての鉄道総合技術研究所の貢献 
鉄道事業者と関係メーカの技術者向け鉄道技術講座
  
第三者、私企業による鉄道教育システムの販売
PCを用いた自習教材として
        乗務員養成教育ソフト
        駅舎員教育ソフト  などが商材として、供給されている。
オンライン教材
        東芝トランスポートエンジニアリング 鉄道教育システム事業(オンライン教育プログラム)

---52---
大学間連携と産学連携
「鉄道技術の明日を語る会」の人材育成の議論から
鉄道に関する研究をしている大学の研究室は一定数ある
まとまったデータは無い
鉄道に関する教育の充実: 教員を集めネットワークにする必要

日本の大学における工学教育
土木、化学、機械、電気など分野別専門教育
鉄道システムを総合的に修得

体系的な「鉄道とは」という授業?
工学部等のもの作りの視点
鉄道の経営等の社会科学的な視点の両極

鉄道大学がある中国
伝統的な鉄道工学講座を有する欧州の主要国とは異なる
 <==ただし彼らの方が優れているのか?

全体を教える教員あるいは講義のネットワークが必要

---53-54---
おわりに
 (1) 鉄道技術と人材養成 歴史的経緯
 (2) 現在関係者が感じている問題点
 (3) 最近の「進歩」と課題
 (4) 人材育成に関する「語る会」での議論
 (5) 鉄道技術者結集の意義

学校教育としての大学・大学院---ある程度の役割
土木系・電気系・機械系: スタート時点での見識の幅が狭くなる?
==> 自由で柔軟な学生のうちにじっくり幅広い見識を身につける方が、将来新しい発想につながる素養を培うのに有効

インドや中国などの交通網整備への要請が大きな国とは違う
× 鉄道大学、鉄道学部、鉄道学科などの創設 

全国の大学の理工系の研究室で鉄道の研究・教育を行なっている教員、研究室を結ぶネットワークを結成
鉄道事業者や鉄道建設・鉄道車両企業などの鉄道関係企業が連携
 <== 電事連を中心とするパワーアカデミィ

鉄道関係に職を求めようとする学生
ネットワークで結ばれる全国的、海外へ目を向け
グローバルな大学・大学院の講座や研究室と交流=> 鉄道技術に関するより広い見識を身につけよ

全国にある鉄道関係の研究室のリストアップ
教育者が相互に交流
NU-Rail, >
電気学会交通通電気鉄道技術委員会の夏の合宿,
J-Rail,
各種プロジェクト研究,
私的勉強会,...  ==> 鉄道技術者の結集を目指す会

研究面での連携を図り、関係する学生が大学における鉄道研究の全体を見渡せるような環境を整備することが急務

学校教育の特徴:「長期」に亘る「集団」教育
「同期生」としての人的ネットワーク
他の企業等の実情や文化ともいうべきモノの見の共有に実効的に寄与
クラスメートとの個人的交流:視野の広さの涵養に寄与
大学レベルで横の連携を通じ鉄道全般の教育の機会を提供することの意義は大

外部教育機関・研究機関としての大学や大学院の役割
社会人大学院制度
社員に費用も時間もかかる外部教育
企業の人材的、資金的余裕が必要 <== JRや大手民鉄、大手メーカでは可能?
        中小民鉄・中小メーカ: 相互扶助的制度や公的機関からの資金的助成などの仕組みづくり
大学研究室連携を利用した受入教育機関側の努力も必要

Friday, 23 September 2011

Electric Engineering for Transport System (Revised temporally on 2012/01/18)


Electric Engineering for Transport System
(Takafumi KOSEKI)

Friday 08:30-10:10

This lecture shall be held in English for foreign students, (possibly except for some invited Japanese lectures in Japanese), if there are.

Foreign students in the school of engineering, as well as in the school of information science and technology are cordially welcome!!

------------
[01] 07 October: Opening of the lecture: General introduction

   Weekly report to be submitted on the 14th October: Click here!
   Handout of the projected slides on the 7th and 14th October: Click here! (3.1MB, encrypted)

[02] 14 October: Electric railway (1): Traction control
   Weekly report to be submitted on the 28th October: Click here!

[##] 21 October: No lecture

[03] 28 October: Electric railway (2): Traction control_ctnd and high speed ground transportation
   Weekly report to be submitted on the 4th November: Click here!
   Handout of the projected slides on the 14th, 28th October and 4th November: Click here!     (10.7MB, revised and encrypted)

[04] 04 November: Electric railway (3): Signalling and safety system

   Weekly report to be submitted on the 18th November: Click here!
   Handout of the projected slides on the 4th November: Click here! 
     (5.8MB, encrypted)

   Sorry for the late revision!

------------------
[05] 11 November: Special lecture by Mr. Matthias Marschollek
"European Train Control System - ETCS Basics - Technology and Project Status"

Information on the guest lecturer:
 Mr. Matthias Marschollek (Dipl. -Ing., TU Berlin, Germany )

Present title:
Senior Engineer for Signalling systems and Project Manager
Train protection systems, Electrical drives in railway applications

Projects and technical works in which Mr. Maschollek has been involved:

(1) National and European Train Protection Systems (ETCS)
Concept design and engineering of the ETCS level 2 signalling  system
of a new fixed link railway connection (Fehmarnbelt Fixed Link) between
Denmark and Germany.

(2) Management of the Homologation process of the ETCS train-borne
equipment integration into ICE 3 trainset for Alstom.
Safety Case for generic application of ETCS level 2 trackside system for
high-speed lines in Spain. Deputy project manager ETCS level 2 Train Protection System for

(3) Thales Transportation Systems GmbH in the high-speed project HSL
Zuid, responsible for the system engineering, requirements manage-
ment and system integration tests in lab and onsite for ETCS level 2.

(4) Specification and Implementation of system integration tests ETCS level
2 in a test laboratory for the new high-speed Line HSL Zuid (Amsterdam
– Antwerp).

(5) Specification and Execution of system integration and operational on-site
tests for the new high-speed Line HSL Zuid.

(6) Software Specification for the application of German train protection
system LZB L72 CE II on the high-speed Line Cologne/Rhine Main.
------------------
[06] 18 November: Electric railway (4): Train scheduling and management
   Weekly report to be submitted on the 25th November: Click here!
   Handout of the projected slides on the 18th November: Click here! 

[07] 25 November: Electric railway (5): Application of linear drives and maglev to rail-guided transportation

[08] 02 December: Lecture CANCELED!
Please attend  international symposium with Seoul National University held at Kashiwa-Campus!
  
[09] 09 December:  No lecture, because of KOSEKI's absence: I am very sorry.

Because of  my late works, there is no weekly report to be submitted on 16th December. The file of the last slides on linear drive applications shall be uploaded soon. I am sorry for the delay of my works.

[10] 16 December: Electric railway (6): Electric energy supply

   Weekly report to be submitted on the 13th January: Click here!
   Handout of the projected slides on the 25th November: Click here!
   Handout of the projected slides on the 16th December: Click here! 

[##] 23 December:  National Holiday

[11] 13 January:
IT service
Other guided transports, e.g., elevator, cable cars and new transportation systems

Weekly report to be submitted on the 20th January: Click here!
Handout of the projected slides on the 13th January: Click here!
 (encrypted)

[12] 20 January: Electric automobile and its traction control

[13] 27 January: Intelligent Transportation System

Immediate link to the slide!


Lecture policy/Examination: weekly and semester reports

Semester report
(1)Subject: from keywords from the lectures;
(2)Original summary by yourself (A4 3-5pages);
(3)No identical subjects from a laboratory; and
(4)Examples of possible subjects have been announced here.


レポート提出場所と期限(重要)
Dead time and place of submission
By e-mail


takafumikoseki3@livedoor.com


with Subject: eetrs11_Report_YourName
(example eetrs11_Report_TakafumiKOSEKI)


Requests:


具体的条件
1.締切日は02月11日(土) 23:59
Deadline: at 23:59 on the11th February
2.締切後、数日内に受領確認の返信をします!
Koseki will send you acknowledgment in several days after your submission.  
3.ファイル形式はpdfの添付書類とする
Please send your report in pdf.
4.ファイル容量は大きくとも約3MB未満におさめてください。
The file shall be smaller than 3MB.


「英語講義」ではなく「バイリンガル講義」なので、日本語のほうが書きやすい学生は、レポートを日本語で書いてもよい。(日本語で書いたからといって、採点上不利になることは無い!)


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Official textbook: None
Files of weekly reports and hand-outs: Links shall be on this page: Click them!


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Recommended books: 

1. E. Aoki, etal: "A History of Japanese Railways 1972-1999," East Japan Railway Culture

Foundation, March 2000, ISBN4-330-67901-9
2. Joachim Fiedler "Bahnwesen" 4. Auflage, Werner Verlag
3. 持永: 電気鉄道技術入門 オーム社
4. 「電気工学ハンドブック」オーム社・電気学会
5. 曽根、小谷、向殿編「図解 電気の百科」オーム社
6. 丸山弘志ほか(鉄道総研)「電気・電子技術者のための鉄道工学」丸善
7. 電気学会(電気鉄道における教育調査専門委員会)編「最新鉄道工学」コロナ社
8. 久保田 「鉄道工学ハンドブック」グランプリ出版
9. 機械学会「機械工学便覧 交通」
10. 土木工学協会「土木工学ハンドブック」 技報堂
11. 鎌田・藤岡他「自動車プロジェクト開発工学」技報堂

定期刊行物 Journals:
12. IEEE Transactions VT, ITS, IAS, IE, PES, ...
13. Railway Gazette International
14. Elektrische Bahnen
15. 電気学会雑誌、産業応用部門誌
16. 計測と制御
17. 電気学会 交通・電気鉄道研究会資料、ITS研究会資料
18. 電気学会 産業応用部門全国大会講演論文集、全国大会講演論文集(特にシンポジウム)
19. 電気学会技術報告
20. RRR, 各社技報, 鉄道車両と技術(レールアンドテック社)、各種鉄道協会誌、
21. Web site http://www/rtri.or.jp など

2011年度冬学期 「制御工学第二」火曜日1限 @242教室 2012/01/24 改訂


制御工学第II (火曜日第一限 242教室)

古関隆章・堀 洋一
Ext. 26676, takafumikoseki @ ieee.org


 ---制御工学第二講義予定 ---

(01) 10/04 開講日: 状態空間におけるシステムの取扱(1):夏学期の復習、講義の構成など導入的説明、状態変数と状態方程式I、
10/04に投影した資料はこちらからご覧ください。

(02) 10/11 藤本准教授 制御工学の実際: 運動制御への応用

(03) 10/18 状態空間におけるシステムの取扱(2): 状態変数と状態方程式II、 実現問題、

(04) 10/25 状態空間におけるシステムの取扱(3):状態遷移行列と時間応答シミュレーション、可制御性と可観測性

(05) 11/01 呉助教 人間親和形モーションコントロール

(06) 11/08  状態空間におけるシステムの取扱(4): 多項式法による極配置の提案、状態フィードバック 


(07)11/15 居村助教 ワイヤレス給電と効率改善のための電力制御技術

(08) 11/22 状態FB制御系の設計の考え方:多項式法と最適制御(LQR)における評価関数の直感的理解について, LQRにおける最適性の証明、一次元時不変線形系のリカッチ方程式と最適制御の例題

(09) 11/29  臨時休講 (古関の病のため)
+第1回目演習出題(12/20提出予定)と状態推定に関する説明資料の配布

(10) 12/06 指令値追従形制御への拡大系の構成
第1回演習問題をこちらからご入手ください。(1/10提出をお願いします。
==> 1/10は火曜日の講義が出来ないということですので、1/10締切の事務室提出に切り替えます。)
----uploadが遅くなりましてすみません!

(11) 12/13 状態推定と定常カルマンフィルタ

2/13に示した状態推定と定常カルマンフィルタに関する解説のスライドはこちらから

(12) 12/20 ディジタル制御(1): 空間量子化と時間量子化サンプリング動作の数学的表現、サンプリングを含む系の取扱とZ変換
 
第2回目演習をこちらからご入手ください。(1/24提出予定)
デジタル制御に関する解説のスライドはこちらから
(演習プリン上の月日の表示に誤りがありましたことをお詫びします。)

(##) 01/10 月曜扱いのため講義無
レポートの提出は事務室のポスト宛(17:00締切)

(13) 01/17 堀教授 非線形制御入門

(14) 01/24 01/10 ディジタル制御(2):
ディジタル系安定性判別、ディジタル系のアナログ近似
連続系の制御器と離散系の制御器の対応関係とディジタル系のアナログ近似(ディジタル再設計)
+ 第3回目の演習出題

第3回目の演習問題をこちらからご入手ください。(2/7の期末テストの朝に直接提出予定)
(これまでに未提出のレポートのある人は、2/7の朝にまとめてご提出ください。)

(15) 02/07  08:30-11:30 期末テスト
(好きなことを書いたA4の紙1枚を持ち込み可とします。)

ぎりぎりのタイミングでのお願いで恐縮ですが、期末テスト前後10分ほどお時間をいただき、講義 アンケートへの御協力をよろしくお願いします!

-----------------
制御工学第一の内容(復習)
1.序論
1.1  制御工学とは何か
1.2  制御システムの例,分類
1.3  閉ループ制御と開ループ制御
1.4  制御工学の歴史


2.システム動特性の表現
2.1  信号伝達と状態遷移
2.2  動作点まわりの線形化
2.3  線形システムの表現
(2.4  ラプラス変換法の基礎)
2.5  ブロック図とその合成
2.6  特性の計測法


3.制御システムの安定性
3.1  線形システムの安定性
3.2  ラウスの安定判別法
3.3  ナイキストの安定判別法
3.4  フィードバック系の安定度指標


4.フィードバック制御系の基本特性
4.1  入力追従特性と外乱抑圧特性
4.2  定常誤差と誤差係数
4.3  2次系の過渡応答
4.4  2次系の周波数応答
4.5  高次系の代表根


5.線形フィードバック系の補償
5.1  フィードバック制御系設計の基本指針
5.2  直列補償とフィードバック補償
5.3  ニコルズ線図を用いた制御系設計
5.4  根軌跡を用いた制御系設計
5.5  直列補償とPID調節計
5.6  フィードバック補償


制御工学第二から制御工学第一への移行
古典的制御の復習と状態空間法との関係(フィードバック制御と多項式法など)
状態空間におけるシステム序論:連続量と離散量


---

2. 教科書・参考書
新: 制御理論の基礎 昭晃堂 (これは生協などで購入可能と思われる。)

(堀・大西: 応用制御工学  丸善
ただし、この本は現在書店で入手できない。図書室にはあるはず。堀教授にお願いし、制御工学第一のときと同様に原稿のpdf版をここにいただいた。ただし、講義初回で示したPW付。)


いずれにしても、上記は教科書指定ではなく、推薦参考書なので、授業では該当ページを示すのみで板書の内容と一対一の対応にはなっていない。主として、自宅 学習や演習問題を解く際の参考として活用してほしい。具体的にはいろいろと探してみて自分に合うと思う本を買って学ぶのが良い。

平井・羽根田・北村: システム制御工学  森北出版
金原・黒須: ディジタル制御入門  日刊工業新聞社
小郷・美多: システム制御理論入門 実教出版社
前田・杉江: アドバンスト制御のためのシステム制御理論  システム制御情報学会編 朝倉書店
正田: 制御工学  培風館 

MATLAB: SimuLink, Control tool boxなど
計測制御学会誌、電気学会雑誌、論文誌など

3. 授業の受け方

式を自分で追ってみる-------演習問題。
学生実験課題17で体験する演習のように、SCILABなどを用いたシミュレーションもできると良い。
(このブログにある実験課題17の解説を参照されたい。)
演習問題のレポートをすべて期限内に提出することを、期末試験を受ける条件とする。

A4の方眼紙をノートとせよ: 授業は基本的に板書を中心に行う。
色鉛筆を用意する-------作図の理解に便利。
本年度は位相面軌跡を堀教授が1月に丁寧に解説してくれるが、非線形制御の解説は一般に手薄になりがち。参考書の相当部分を自主的に読んで自分でも実務的な手法を学ぶべく努めてほしい。

本資料の更新版をはじめ、講義中の資料は必要に応じて、http://takafumikoseki.blogspot.com/ から入手可能なようにアップロードします。

Thursday, 22 September 2011

中央大学理工学部 2011年度冬学期科目 「電気機器」(2011/12/22 改訂)

「電気機器」
冬学期 1時限目 (09:00-10:30)

[1] 履修条件
高校および大学の理系の教養課程で物理学の基礎としての力学(剛体の力学を含む)および電磁気学を習得していること
複素インピーダンスを用いた交流回路計算法を含む基礎的な電気回路理論を習得していること
複素数、三角関数、簡単な定係数線形微分方程式やラブラス変換を用いた簡単な計算ができる数学的基礎を有すること
インターネットを通じた定期的情報取得が可能な環境とPCリテラシィを有していること

[2] 授業概要
電力システムの発変電の基本、電気自動車、鉄道車両や工作機械、ロボットなどの運動制御の基礎となる電気-機械エネルギー変換の基本的な仕組みと理論を学ぶ。
また、電気機械の理解を通じて、複雑な物理現象の本質を簡易に扱う「電気技術者の思考テクニックとしての等価回路に基づく考え方を修得する。

[3] 授業計画

1) 2011/09/22 はじめに
講義/学習の進め方
電気-機械エネルギー変換、交流と直流、多相交流
電気-機械エネルギー変換技術の社会的役割とその重要性
電気機械の種類、静止器と回転機、エレクトロニクスとパワー

第1回レポート課題をここから入手(9/29の講義開始時に提出)
第1回の投影資料をここから入手(PW付き 約8MB)

2) 2011/09/29  交流における電気エネルギー変換・電気機械エネルギー変換入門
古典力学と電磁気の復習: 電気機器学の学問としての位置づけ

第2回レポート課題をここから入手(10/06の講義開始時に提出)


3) 2011/10/06 電力の計算と交流回路、単相電力と三相電力の考え方

第3回レポート課題をここから入手(10/13の講義時に提出 <==「10/27に簡単な解説をするのでその直後に出しても良い。」として変更した。)

磁気回路計算の基本的復習と、次回解説する変圧器の原理の予習を兼ねてやってみてください。
また、三相交流を用いるもう一つの大きな理由である、三相対称交流と進行磁界/回転磁界の関係については、こちらをご参照ください。

4) 2011/10/13 三相交流と電力、三相交流と回転磁界 変圧器
(基本構成、機能と理想変圧器) 

第4回レポート課題をここから入手(10/27の講義時に提出)

##) 2011/10/20 休講

5) 2011/10/27
変圧器:実在の変圧器の等価回路表現と基本的測定法、電気材料 
変圧器の性能(百分率インピーダンス、電圧降下、 三相結線法など)

第5回レポート課題をここから入手(11/10の講義時に提出)

#)  2011/11/03 大学祭準備日のため講義はなし

6)  2011/11/10 誘導機 I
誘導機の原理と特長 誘導機の構成、変圧器と誘導電動機
誘導電動機の原理と特性表現法(=T型、π型等価回路)、
等価回路計算のための準備(鳳-テブナンの定理の使い方)


第6回レポート課題をここから入手(11/17の講義時に提出)
古関が執筆した誘導電動機に関する基本的解説オーム社のハンドブックの元原稿)


7) 2011/11/17 誘導機 II モデル同定のための測定法
等価回路の導出と特性計算、誘導機の種類とエネルギーの流れ、誘導機の始動法

第7回レポート課題をここから入手(11/24の講義時に提出)

8) 2011/11/24 誘導機 III: 誘導機の試験法、 空間高潮波とゲルゲス現象などの諸注意、単相誘導機(小型誘導機)

第8回レポート課題をここから入手(12/08の講義時に提出)

9) 2011/12/01
直流機概説I: 直流電動機と発電機
直流機と同期機入門: 同期機の特殊形としての(他励)直流機

10) 2011/12/08直流機概説 II
エネルギー保存則とモータ定数
運動制御のアクチュエータとしてのモータの特性とその基礎モデルとしての電機子の回路方程式

アップロードのタイミングが遅くなったため、12/15提出予定のレポートはお休みにし、冬休みの宿題とします。すみません。

11) 2011/12/15 直流機概説III 同期機入門
直流機:他励と自励の結線方式と、電動機および発電機負荷特性
同期機I :機能上の分類と構造上の分類

第9回レポート課題をここから入手(12/22の講義時に提出)


12) 2011/12/22 同期機 II
同期発電機
回転数と周波数/界磁と電機子/電機子巻線誘導起電力/漏れ磁束/

自励式直流発電機に関する補足説明
直流分巻発電機が自励で電圧を発生できるのは、その磁極に残留磁気があるからである。また、その電圧が安定するのは、端子を開放した状態で測定できる界磁電流に対する電機子開放電圧(端子電圧)特性曲線と界磁回路の抵抗による電圧降下を表す界磁電圧-電流特性直線とが交点を持つからである。もし、前者が飽和しなければ、無負荷電圧はどこまで上昇するかわからない。

第10回レポート課題をここから入手(01/12の講義時に提出: 提出は表裏1枚としていただくことを原則としますが、技術的にそれが出来ない場合には、2枚目に必ず学生証番号と氏名を記入してください。)

13) 2012/01/12
下記の積み残し項目をすべて1時間で話すのは無理なので、上記の10回レポートをやりながら、フェーザ図と等価回路、特性計算、無効電力補償(力率調整)の原理、同期機のV特性、突極性トルク(リラクタンストルク)とリラクタンスモータの原理(12/22の講義で訂正的には説明済)に関して、重点的に予習していただくことをお願いします。

同期機 III: (公式講義日程最終日)
講義アンケートの実施

フェーザ図と同期機の特性表現/同期発電機の特性
単位法、短絡比同期発電機の出力特性
同期電動機: 
等価回路/出力/V特性/乱調/始動法と速度特性/損失と効率
+期末テストに関するアナウンスと試験準備に関する助言
 今後の学習のために---同期機に関する補足おおよびパワーエレクトロニクスの入門的解説はこちらでご覧ください。

14) 期末テスト 2011/01/26
表裏に任意の手書きの記述のある白いA4の紙1枚のみ持込可

[4] 評価方法
(インターネット経由で講義後毎週出題する)小レポートの講義開始時の毎週の提出(40%)と期末テスト(60%)

[5] テキスト 参考文献など

---教科書指定---
仁田・古関: 電気機器学基礎 (数理工学社 新・電気システム工学 \2500)

---推薦参考書----

<入門書として初学者に読みやすいもの>
「エレクトリックマシーン & パワーエレクトロニクス」
エレクトリックマシーン&パワーエレクトロニクス編集委員会 編/森北出版
藤田:「電気機器」 森北出版
森北出版 松井「電気機器 (基礎からの電気・電子工学)」
電気学会 多田隈他:「電気機器学基礎論」

<一般的なもの>
電気学会 「電気機械工学」「電動機制御工学」

<専門性の高いもの>
本ブログでも詳しく紹介した電磁気と制御の応用を統一的に解説した優れた参考書
(必ずしも電気機器学の伝統的な構成にそって記述されているものではありません。)
坂本哲三 著 「電気機器の電気力学と制御」 森北出版

[6] 授業外の学習活動 特に無し

[7] そのほかの特記事項 特に無し

[8] 参考URL
古関のブログ:講義に関する情報、補足資料やレポート課題をここから御入手願います。
http://www.takafumikoseki.blogspot.com/

[9] 参考資料
上記のリンクから適宜入手してください。

[10] 履修者の皆様への備考
本ページは演習の出題なども含め、適宜更新されますので注意深く頻繁にご覧ください!

Wednesday, 31 August 2011

3年生冬学期実験課題 No. 17 制御系設計と運動制御 (コントロールラボ担当 2011/09/23 改訂)

堀教授および古関准教授が共同で担当する課題1では、電気―機械系の相互作用で生ずる運動制御を通じ、講義で学んだ制御理論、特に、フィードバック制御を、外乱の影響や機械的振動の抑制を体験することで実践的に学ぶ。そして、制御系設計法を実践的スキルとして体得することを目的とする。本課題の履修者は、動的な物理現象への技術者としての関わり方、制御理論の基礎的な考え方を身につけることができる。同時に、ロボット、工作機械や搬送装置などのための産業用ドライブ、車両駆動など、広い範囲の実務に臨む際の有力な武器となる技術的素養を、この経験を通じて体得することが期待される。

重要: 初日に自分の使用するノートPCを必ず演習会場に持ってきてください!


演習および実験の場所
[1] 10/04-10/18 前半の演習@243教室   後半の実験@13号館電力実験室
[2] 10/20-11/01  前半の演習@243教室   後半の実験@13号館電力実験室
[3] 11/07-11/17 前半の演習@413教室   後半の実験@13号館電力実験室



MATLAB, Simulinkの使用法については、関連の参考書やweb上の説明(例)などを見てください。
英文ですが、Matlab入門として基本的なことが書かれているのはこれです。その他「Matlab 基本 初心者」などのキーワードで検索をすると、親切な解説を日本語で書いている方もいらっしゃります。
最も早いのは適切な入門的参考書を一冊購入することだと思います。


また、学生版を自分で購入する方は、このページから、あるいは大学生協などを通じて申し込みができると思います。フリーソフトSciLabの入手はこちらから。


演習、実験に必要なテキストおよびファイルを以下から事前にダウンロードしてよくお読みください。
使用ソフトのリンク情報は暗号化されています。その内容を見るためのパスワードは演習初日に個別にお伝えします。

------------演習/実験の内容の解説と必要ファイル----------------
(リンクを右クリックで「新しいタブで開く」として、ファイルを閲覧あるいはダウンロードください。)

(1) 制御CAD演習テキスト (2011年度版 重要)

(2) 数値計算ツール  (暗号化されています。)

----実験課題----
(3) 一軸ロボット実験指導書(堀 2010年度版 <<==2011年度も同じ内容)   


--------------------------------------
ここに、演習問題のサンプルファイルを置きますので、必要に応じてご参照ください。
(本当は ##.mというMファイル形式がよいのですが、ここでは表示の容易さのために sample.txtとしています。)

提出レポートについての具体的指示

<親レポートとして出す人>
演習問題の中で赤で書かれたもの(できるだけ網羅的に)
+実験(結果と考察を中心に) 考察課題 (2)+(5)+(7) +α

<子レポートとして出す人>
実験(結果の簡単なまとめ)+ 考察課題 2つを選んで提出



Monday, 6 June 2011

環境電気工学(2011/06/06 3限) 古関担当分のスライドの控え

2011/06/06(月曜日)3限の古関担当分「環境電気工学:環境と交通システム(鉄道)」の配布資料(スライド縮小版:講義中にお示ししたPWつき)をここからご入手ください。

Monday, 9 May 2011

電気電子工学科 学部3年生「電気機器学基礎」 (2011/07/24改訂)

「電気機器学基礎」


制御工学第一の予備的アナウンス訂正
前回講義の際に申し上げた1限の「制御工学第一」古関担当分の講義に関するアナウンスを訂正します。

7/18: 海の日 のため講義なし
7/25:速修 状態空間法入門
ということで、古関による制御工学第一の講義は7/25講義終了日1回のみとなります!


電気機器学基礎の講義は、月曜日の 10:15-11:45@245号教室で行います。本年度は、東日本大震災の影響に伴い、学務日程が変更となっているため5/9(月)開講です。

昨年度効果的であった講義のやり方を踏襲し、出席調査がわりの簡単なレポート課題を出題します。毎週このブログを良く見てください。

----本学期の講義予定----
回数 日 曜日 テーマ 内容

1) 2011/05/09 月 はじめに
電気-機械エネルギー変換、電気機器の種類と歴史、エレクトロニクスとパワー、電気機械エネルギー変換技術の社会的役割とその重要性、電気機器学の学問としての位置づけ

---第1回目のレポート課題(5/14提出)---
電気エネルギー機械変換がわれわれの生活や産業界の世界で果たしている役割を述べよ。他の動力発生方法と比較して、電気機械による動力発生の優れている点、劣っている点は何かを考えそのことと関係付けて論じてみよ。今回の震災後の停電の経験を通じた考察を述べても良い。(A4レポート用紙半ページ程度で短く回答してください。レポートの最初に、学生証番号、氏名と提出日を明記してください。)

  ★講義レポートといえども「読み物として完結」している必要があります。したがって、
(1) 学生証番号/氏名
(2) 表題(講義レポートの場合には問題文の再掲でも良い)
(3) 内容(事実と意見コメントなどは明確に分けて書くのが良い)
(4) (必要に応じ)参考文献リスト、参考資料の出典
などの基本的事項が、たとえ短い報告書であっても形式的に明確に示すようにしてください。

サーバメインテナンス作業のためページの更新が遅くなりましたが、講義で示したスライドはこちらでご入手ください。(講義でアナウンスしたPWつきです。)
2) 2011/05/14 土 (月曜扱いの振替日)
電気機械の種類と分類、電気機械エネルギー変換の物理的基礎、思考の上手な手抜き:磁気回路法によるモデリング


三相巻線と回転磁界の関係の解説
古関が執筆した誘導電動機に関する基礎的な解説文オーム社のハンドブックの元原稿)

第2回演習問題(5/23講義時に提出)
本日の講義の中では二電力法の説明までで、十分な復習にはなりませんでしたが、単相変圧器の等価回路を導く経験をするという意味で、この演習問題を解いてみてください。

#) 2011/05/16 月  休講

3) 2011/05/23 月
直流機
直流電動機と発電機、同期機の特殊形としての直お流機
本日板書の不備があったことをお詫びします。その際十分ノートが取れなった方への補足です。

----------------------------------
直流機の欠点:
ブラシ・整流子があること 
(1) 整流子の構造は複雑 ---値段が高い、速度超過など機械的な擾乱に弱い
(2) 整流子、ブラシはまもう部品 --- 定期的な点検・保守作業が必要
(3) 整流子のために、直接トルク発生に必要な部分以外の体積/重量が必要 --- 出力密度が交流機と比較して小さくなる
----------------------------------



第3回演習問題(5/30講義時に提出)


4) 2011/05/30 月 直流機の結線の種類と特性の比較 


第4回演習問題(06/06講義時に提出)

講義の後で、教科書p98 図5.1の発電機と電動機の注は逆ではないかとのご指摘をいただきました。感謝します。
この本はまだ出版されたばかりで、随所に細かな誤りのチェックが潜んでいる可能性もありますので、ちょっとでも疑問に思ったら遠慮なくご質問、ご指摘をいただければありがたく存じます。引き続きよろしくお願いします。

5) 2011/06/06 月 
直流機の特性のまとめ+ 誘導電動機I
複巻電動機・発電機 速度制御と弱め界磁 直流機の過渡現象の制御モデル
三相対称交流と回転磁界 誘導機の単相等価回路 


第5回演習問題(06/13講義時に提出)
第5回目の演習問題の提出日を6/13に延期しました。

6) 2011/06/11 土(補講日)誘導電動機II
変圧器と誘導電動機
誘導電動機の原理と等価回路(=T型、π型等価回路)


7) 2011/06/13 月  誘導電動機III
等価 回路に基づく特性計算 テブナンの定理とすべり--トルク特性



6/11 出題予定であった第6回目演習問題は演習期間を1週間として、6/13にまとめて出題します。
==> お詫び この作業も遅れてしまいまいたので、第6回目のレポート提出期限を 6/27とし4題まとめて出題させていただきます。(6/17)

第6回演習問題(06/27講義時に提出)
(分量が2回分りますので、ぎりぎりに見て破綻しないようにご注意ください!)

8) 2011/06/18 土(補講日)誘導機IV
モデル同定のための測定法
誘導機の種類とエネルギーの流れ、円線図を用いた特性の表現
誘導機の始動法と制御

9) 2011/06/20 月 同期機I
(誘導機補遺:空間高潮波とゲルゲス現象などの諸注意、単相誘導機(小型誘導機)) 
三相巻線と同期発電機の原理

10) 2011/06/27 月
同期機II:構造と分類, 同期機の機能, 電機子反作用


第7回演習問題(07/11講義時に提出)
(分量が2回分りますので、ぎりぎりに見て破綻しないようにご注意ください!)

#) 2011/07/04 月  休 講

11) 2011/07/11 月
同期機 III  特性のモデリング
測定法、 発電機と力系統 トルクの発生原理


第8回演習問題(07/16講義時に提出)


12) 2011/07/16 土 (月曜扱いの振替日) 同期機IV

同期電動機の種類とその特長、同期電動機: V特性と同期調相機
第9回演習問題(07/25講義時に提出)
上記のリンクが、サーバメインテナンスのため7/24にアクセス不能になっているというご指摘がありましたので、下記に予備のリンクを追加します。

第9回演習問題(<=上と同じファイルです 予備リンク 07/25講義時に提出)
同期電動機およびパワーエレクトロニクスに関する補足資料はこちらから

##) 2011/07/18 月 海の日


13) 2009/07/25 月  パワーエレクトロニクス入門 
パワー素子、信号処理とパワーのエレクトロニクスの相違、DC/DC, AC/DC, AC/AC, DC/AC変換, 自己消弧能力を持たない素子と転流回路, 高調波問題と解析法, 
自己消弧能力を持つ素子とPWM, ACモータのインバータによる可変速駆動, サーボモータ
+電気駆動制御と座標変換
制 御 同期機の原理と直流機の関係
エネルギー流れの理解、過渡現象の理解、
制御と電気機器の一般理論?


------------------------------------
14) 2009/08/01 or 08? 月 期末テスト自分で書いたA4の紙1枚持ち込み可能

--- 本年度教科書指定---
☆☆☆☆☆仁田旦三・古関隆章:
 新・電気システム工学 電気機器学基礎 数理工学社 ISBN-978-4-901683-76-0 
(すでに生協書籍部に入荷済との連絡をいただいております。)
演習問題の解答は追ってweb上に公開予定です。

---推薦参考書----
<入門書として初学者に読みやすいもの>
☆☆☆☆「エレクトリックマシーン & パワーエレクトロニクス」
エレクトリックマシーン&パワーエレクトロニクス編集委員会 編/森北出版(定価 2800円)

電気学会 多田隈他:「電気機器学基礎論」

☆☆☆☆藤田:「電気機器」 森北出版
(amazonでは5つ星がついています!)

<一般的なもの>
☆☆☆:(株)日立製作所総合教育センタ技術研修所編
「小形モータの技術」 オーム社
メーカのエンジニア養成を目的に書かれていますのでわかりやすく実用的です。電気自動車や有限要素法による特性計算の話題までカバーしますので、基礎的な知識を広く身につける意味でお薦めです!

電気学会 「電気機械工学」「電動機制御工学」

仁田他: 「大学課程 電気機器(1)」 オーム社
(これは昨年まで準教科書として用いていた書籍です。現在、名誉教授の仁田丹三先生が、数理工学社から出版予定の教科書を執筆準備されています。)


<専門性の高いもの>
本ブログでも詳しく紹介した電磁気と制御の応用を統一的に解説した優れた参考書
(必ずしも電気機器学の伝統的な構成にそって記述されているものではありません。)
☆☆☆:坂本哲三 著 「電気機器の電気力学と制御」 森北出版

英語で基礎的なことが良く書かれている本(これは古関が大学院生の時に輪講のために購入したものですが、現在では入手が困難になっているようです。)
☆☆☆☆:
Fitzgerald/Kingsley/Umans: "Electric Machinery" International Student Edition, MacGrawHill
電気電子工学科 学部3年生「電気機器学基礎」 (2010/06/23改訂)
電気機器学基礎の講義は、月曜日の 10:15-11:45@245号教室で行います。本年度は4/5開講です。

Monday, 2 May 2011

総合科目人間環境一般「人間社会と交通システム」 (2011/05/02 初稿)

5/2の講義、


リニアモータ、磁気浮上を用いた交通システム
--開発の歴史と将来展望--


連休の合間を縫ってのご出席ありがとうございました。


古関出題のレポート課題は以下のとおりです。

----------------

本講義で紹介した、電気/磁気的な手段によって、非接触で車両を支持、駆動する方法の
現存する方式の分類
  必要な技術要素
  長所と問題点
についてまとめ、それらの技術的背景に基づき、
今後の公共交通の中で、磁気浮上技術が今後、必要か、不必要かという自分の立場を明示し、その理由を具体的にまとめよ。
---------------
注意: ファクト と 自分の意見 を明確に意識して書く: 
         学びて思わざれば....


5/2のスライドの控えはここからご入手ください。(約2.7MB, 講義で示したPWつきです。)

Thursday, 31 March 2011

総合科目人間環境一般「足からロケットまで---走る/飛ぶ/探る科学入門 (2011/07/07 改訂)

総合科目人間環境一般「足からロケットまで
---走る/飛ぶ/探る科学入門」

平成23年04月11日 
取りまとめ:工学部電気電子工学科 准教授  古関隆章 
(URL http://www.koseki.t.u-tokyo.ac.jp, 
e-mail: takafumikoseki AT ieee.org) 
Skype: takafumikoseki 
場所: 駒場キャンパス 533教室 金曜日5限(16:20-17:50)
科目コード 11399

標記講義を、駒場キャンパスにて開講します。ものを動かすことに興味のある人は、目指す専門分野を問わず広くご参加くださりますよう願っております。大学の 講義では細かく見ればわからないところがたくさん出てきますが、それはむしろ当たり前のことです。わからないことがあったことを、いちいち気にする必要は ありません。大切と思われることを、必要に応じて自分で調べ、あるいは教員に積極的に質問し、わからぬことをわからぬままに放置せぬ努力を忘れねば大丈夫 です。
人や物を効率良く運ぶことが、文明社会の成立に欠かせず、移動手段を提供する技術が、我々の生活の基本を支え、そして生活を楽し く豊かにするために大切です。実際、日常的な生活の中で、自動車や鉄道などの身近な交通は不可欠なものとなっていることを実感しているでしょう。人々は太 古の昔から、速くて、快適で、便利な移動手段を求めてきました。近年は、これに加えて、安全性への意識も高まっており、環境への負担の少ない交通、高齢社 会への移行に伴い「交通弱者でも移動の自由が奪われない」バリアフリーに対応した交通など、移動手段の「質」に対する要求もさらに高いものとなっていま す。このような様々な要求に応える「運ぶ」営みのために、電気や情報の技術が貢献できることは多く、交通における電気・電子・情報技術の役割はますます大 きくなっています。本講義では、このような視点から、電気エネルギーおよび情報通信や計算機技術を積極的に用いて人や物を「うまく」運ぶ方法論を
--電気自動車、ハイブリッド自動車
--リニアモータ・磁気浮上超高速鉄道
--電気鉄道など軌道系の交通システム
--宇宙環境におけるロボットの移動技術
--エネルギー問題から見た交通と、グローバル環境への影響
を例に、オムニバス形式で2-3時間程度ずつ解説をし、高校や教養学部で習う物理や数学の延長上にどのようにこれらの技術が構築されているかをできるだけわかりやすく具体的に解説するとともに、最新の研究動向を紹介します。
(この研究に興味を持つ受講者には希望により研究室の見学なども可能です。熱心な文系の学生も歓迎するが、基本的には高校の理系科目選択者程度の物理、数学の知識を前提とした講義内容とします。)

古関隆章(こせきたかふみ 准教授 工学部)以外の講師陣:
大崎博之(おおさきひろゆき 教授 工学部)
堀洋一(ほりよういち 教授 工学部)
藤本博志(ふじもとひろし 准教授 工学部)
居村 岳広 (助教 工学部)
+JAXA 宇宙科学研究所 および東日本旅客鉄道株式会社からのゲスト講師 計4名

---H23年度の講義スケジュール---
(01) 4/8 古関: 講義全般の紹介と成績評価についての事務的連絡, エネルギー変換と電気駆動
     講義時の投影資料の控えはこちらからご入手ください(PW付)
       電気電子工学科の体験形ゼミ・関係講義についての重要情報(積極的に見てください!)
(02) 4/15 古関: 電気車両駆動技術史;電気鉄道と電気自動車の類似点と相違
 講義時投影資料の控えはこちらからご入手ください(PW付)
(03) 4/22 久保田: 宇宙と電気技術者, 宇宙研の紹介, 月惑星探査,探査ロボット
  講義時投影資料の控えはこちらからご入手ください。(PW付) 
(##) 5/6 休講
(04) 5/13 大崎: 超電導技術と輸送の科学
(05) 5/20 居村: ワイヤレス電力伝送の概説
(06) 5/27: 講義なし 本郷電気系(@五月祭?)見学?---五月祭の実行可否も含め現在は流動的
(07) 6/3 林屋(古関): 電気鉄道の環境性とそれを支える電力供給技術 I
林屋先生の講義ノート(6/5改訂版)はこちらから御入手ください。


(08) 6/10 古関: 二関節筋を用いた脚の運動制御
講義時投影資料の控えはこちらからご入手ください。(PW付)


6/3の講義出席についての個人的メッセージを送られた方、拝承です。


(09) 6/17 堀: リチウムイオン電池一辺倒でいいのか?電気自動車の「もう一つの未来」
堀先生の講義参考資料はこちらからご入手ください。(PW付)


(10) 6/24 藤本: 電気自動車の運動制御 
(11) 7/1 林屋 (古関): 電気鉄道の環境性とそれを支える電力供給技術 II 
==> こちらは、新幹線復旧に関わるニュース性の強い内容を含む講義であったため、概要に関する情報の公開を控えさせていただきます。

(12) 7/8 橋本: 宇宙探査機は電気で動く

橋本先生の講義の事前配布資料はこちらからご入手ください。(PW付)


(13) 7/15 坂井: 宇宙に挑む制御の技術

講義資料で電子ファイル配布があるものは、このページからDL可能なようにします。ファイルにはPWをつけアクセス制限をかけることがあります。


----------------------
重要:

本講義の成績評価の主たる部分は以下のレポートの評価結果に基づき行います。
(6月くらいに、提出期限を含むより具体的な指示を追加予定です。)
レポートを、以下の要領でe-mailで提出してください。成績評価は、レポート採点結果と講義への出席回数を総合し、厳正に行います。


[1] 締め切り

2年生の履修者: 2011/08/02 (Tue) 12:00 JST 
(高専編入生を含む)

1年生の履修者: 2011/08/05 (Fri) 20:00 JST 

[2] 提出先 pdfのe-mailの添付ファイルとして takafumikoseki AT infoseek.jp あてに 

(古関から受け取り確認のメールを返しますので、その確認の連絡が2-3日以内に来ない場合には古関まで(別アドレス: takafumikoseki AT ieee.org)確認のご連絡をお願いします。)

[3]提出に関する技術的注意と参考情報

着実かつ迅速な採点作業のための重要な技術的お願い:
 e-mailの Subject: 欄を以下の形式で書いてください。
  Ashirocket_Report_to_採点希望教員名: 学生証番号 提出者氏名
(例) Ashirocket_Report_to_KOSEKI: 240557d学生太郎 

同様に、レポート本文の添付ファイル名を

    学生証番号_提出者氏名.pdf
(例) 240557d_GakuseiTaro.pdf
としてください。


ワープロなどは任意ですが、 フリーのopenoffice.orgを用いれば、数式を用いた文書もpdf化も含めすべて簡単に処理できます。(ちなみにこのページや教材の作成は、 OSすらWindows環境ではなく、Ubuntu上のソフトですべてを行っています。)
google docs、zohoなどを用いても図入りの文書作成とpdf化は可能です。(ただし、数式作成機能はありません。)
また、任意の文書ソフトからの pdf化もフリーのツールで可能です。
大きいファイル(数百 kB以上?)をメールに添付することは避けてください。そのような場合には Dropsend  http://www.dropsend.com/ などをご利用ください。




[4] レポート課題
表紙に記載する項目
課題名:  (課題1. )  ○○○○
学生証番号: ○○○○    提出者氏名: ○○○○ とコメントを返すためのメールアドレス
関係講義テーマと採点希望教員: ○○○○ (末尾の参考資料から選択)
教員からのフィードバックを送るべきe-mailアドレス(夏休み期間でもアクセス可能なメールのアドレス)


-----------------------------------------
課題1: 講義課題に関係するキーワードを選び、自分の興味のあるテーマを1つ設定し、それに関して、単なる調査ではなく必ず自分の意見を入れて、 A4 レポート用紙で、6ページ以内で論じてください。



キーワードの例
超電導技術と輸送の科学


エネルギー変換と電気駆動
電気車両駆動技術史
電気鉄道と電気自動車の類似点と相違
電気鉄道の環境性
電気鉄道における電力供給技術 


宇宙と電気技術者
月惑星探査
電気で動く宇宙探査機
宇宙に挑む制御の技術
探査ロボット
二関節筋を用いた人の脚の運動とロボットの制御


電気自動車の未来
電気自動車とバッテリー技術
ワイヤレス電力伝送技術
電気自動車の運動制御 




(調査・参考した資料については、末尾に参考文献リストを記載し明示してください。参考文献の上手な挙げ方も評価対象になりえます。)


課題2: 本講義の良かったところ悪かったところを忌憚なく御指摘ください。特に、来年度以降の講義の改善に役立つような、積極的批判、ご意見を期待しております。


(講義時間帯、講義の進め方、教室、話題の選択、成績評価の方法など、気づいたことは何でも遠慮なく指摘してください。教員に対して厳しいことを書いたから、成績評価が悪くなることはまったくありません。遠慮なく有用な意見を述べてください。) 
==> ただし、匿名性を持たせるため、このブログページへのコメントの形でご記入いただいても結構です!

Friday, 4 March 2011

2011/03/10 JR西日本財団 「鉄道の安全利用促進による事故防止~公共交通のプレーヤとしての旅客と市民の行動の重要性~」 当日追加した資料と、議論についての補足(3/17更新)



3/10には多くの皆様に、まとまりのない拙い話を熱心に聞いていただきましてありがとうございました。
このページの更新が遅くなりましてすみません。すぐに作業をするつもりでしたが、翌日の地震のために大きく予定が狂ってしまいました。しかし、講演で申し上げた我々一人一人が責任を持った行動をとるということの重要性を、その後の東京でのさまざまな変化の中で実感してもおりますし、この国難の中で、皆が社会の秩序と日常の活動を維持しようとしている姿に、日本人としての誇りも感じております。

>>>がんばれ日本!<<<

3/10の講演当日にごらんをいただきましたものに近い配布予定資料を編集し、事務局の確もいただいてここに公開をいたします。当日資料の最後に記したとおり、暗号化してありますので、当日資料の記載に従ってごらんいただければありがたく存じます。


講演概要

鉄道の安全な運行のために、鉄道事業者、技術者および関係の行政は重要な役割を果たしています。一方で、沿線住民や旅客も、公共交通の中で主要なプレーヤだということを意識し責任ある行動を心がけること、そして、そのような心構えと具体的ふるまいを子供達にきちんと教えてあげることも、とても大切です。自分の身を守るという意味でも、他人に迷惑をかけぬという意味でも、個人の行動が安全で快適な公共交通の持続的発展には不可欠といえましょう。この講演では政府における検討会などでのこの数年にわたる関連の議論をご紹介します。

この場での意見交換が、安心な輸送を育てていくために私達が共に考えてゆく契機となれば幸いです。


Wednesday, 19 January 2011

RTRI 第7回 国際規格セミナー「LIM規格の概要と審議状況 (20分+5分)」2011/01/20 補足資料

ここで、配布したレジュメの控え(修正済)を掲載します。
それ以外のスライドのコピーなどは鉄道総研国際規格センター会員のページ(要PW)からご入手ください。

RTRI 第7回 国際規格セミナーLIM規格の概要と審議状況 」2011/01/20 補足資料

Railway applications - Electric traction - Electrical machines for rail and road vehicles
- Short primary type linear induction motors fed by power converters

>>1. はじめに

(1) 規格制定の動機と目的

(2) 国内での審議体制

(3) 世界市場: 参加各国の技術事情

(4) プロジェクトチーム・メンバー

(5) 重要な技術的議論

(6) プロジェクト会合と作業のスケジュール


>>2. 国内での準備作業と審議体制

鉄道総研を中心とした準備作業 2006,...

日立、三菱、東芝、東洋電機、東京都交通局、大阪市交通局、日本鉄道車両工業会、鉄道総研 +東京大学


>>3. IECへの日本提案 PNW9/1017/N

(1) IECにおける最初のリニア誘導モータ技術に関する国際規格化の試み

(2) PNW9/1017/NP 日本国内委員会からIEC/TC9に提出

(3) プロジェクトチーム エクスパート 韓国、中国、日本、カナダ、スイス、ドイツ、フランス (+ルーマニア、アメリカ)

(3) PT62520: ”Short primary type linear induction motors fed by power converters”, 2007年春に発足


>>4. 世界市場:Bombardierのシステム

 Vancouverのスカイトレインから発展、 / マレーシア、シンガポール、中国、韓国などに納入実績/ 世界的に市場展開している: カナダ(バンクーバ、+新線) マレーシア、シンガポール、韓国、中国 / 供給者側として日本と利害、認識が一致するところは多く基本的には協力的/ しかし、商習慣の違いあり、警戒感も強かった/ Bombardierは連続走行できる独自の試験線を持


>>5. 世界市場:日本のリニアメトロ: 1976年に開発を開始/ 1982年に330mの最初の試験線/ 1987-1988年、商用化を目指したプロトタイプ試験を1.85 kmの大阪南港での環状試験線で実施/ 大阪市交通局、東京都交通局、神戸市交通局、福岡市交通局、横浜市交通局などで商用運転の実績あり/ ミニ地下鉄として、日本の政令指定都市での地下鉄建設費の抑制に貢献


>>6. 世界市場:磁気浮上鉄道: イギリスのBirminghamシステム/ 日本のHSST/LINIMO/ 韓国のMaglev/ 日本オーチス 広島スカイレール


>>7. 世界市場:フランス

U-LIM EC: Franco-German project 1980年代 廃止/ INRETS: 現在も直径13mの回転形試験を持つ(公称:粘着試験装置?)/ビジネス展開の見込みは当面無いものの、個人的に有効な支援


>>8.世界市場:東南アジア/中国

中、韓は外国のシステムを導入:国内の技術規格制定の必要性

中国:一部日本のシステムを導入中 Bombardier社のシステムも導入

シンガポール、マレーシアにはBombardier社システム導入実績が既にある


>> 9. 世界市場: 韓国

韓国:かつては独自技術の開発もあった。Maglevの可能性もある。具体的にソウルの空港アクセスにBombardier社のシステムを導入する予定


>> 10. PT62520: プロジェクトチームメンバー

Project Leader : Mr Takafumi Koseki (JP)

Members : Mr. A. Cassat (CH)/ Mr. Kim Chang-Eop (KR)/ Mr Gerard Coquery (FR)/ Mr. Keith Guenter (CA)/ Mr . Wenwei Hu (CN)/Mr . Lee Hyung-Woo (KR)/ Mr. Seikichi Masuda (JP)/ Mr. Park Seung-Chan (KR)/ Mr. Satoshi Ito (JP, Secretary)/ Mr Tomoki Watanabe (JP)/ Mr Bo Xiao (CN)/ Mr Zhongping Yang (CN)/ Mr. Jim H. Parker (CA)/ Mr. Vollenwyder Kurt (CA)/ (Mr. Masatoshi Shimizu (JP), Mr. Yoneyama, Mr. Yamazaki)


>> 11. 作業スケジュール

(1) The 1st project meting at Kyoto, Japan in January 2008

(2) The 2nd project meeting at Kingston, Canada in December 2008

(3) The 3rd project meeting at Versaille, France in January 2010


>> 12. 文書の提出、投票などの状況

HISTORY OF THE PROJECT Stage Document Date Target Date

PNW 9/1017/NP 19 January 2007

ANW 9/1056/RVN 25 May 2007 15 June 2007

1CD 9/1161/CD 11 July 2008 30 June 2008

CDM 9/1209/CC 31 October 2008 30 November 2008

ACDV 9/1209/CC 7 November 2008 31 December 2008

CCDV 9/1269/CDV 29 May 2009 30 June 2009

ADIS 9/1372/RVC 22 January 2010 31 January 2010

DEC 22 December 2010 30 September 2010

=> RDIS 12 January 2011 15 January 2011

CDIS 31 March 2011

APUB 31 May 2011

BPUB 15 June 2011

PPUB 15 July 2011


>> 13. 技術的議論(1): 試験項目の分類

形式試験の一部を解析結果で代替:その場合の計算法に対する要求条件の具体化/ 試験装置の情報提供と特性計算法との関係/ 形式試験項目のオプションに、供給者自身による試験走行の項目を入れるか?/ その場合の具体的文言の駆け引き

中韓の意見


>> 14.技術的議論(2:形式試験と受渡試験: どの項目を形式試験、どの項目を受渡試験に入れるか?

日加で見解の相違あり。

そもそも具体的に考えていることは似ているが言葉の解釈の仕方にも違いがある。

また商習慣が違っている。

具体的に測定項目を表にして一つ一つ議論:20081月の京都会議以後、カナダ側に下駄を預けて信頼関係のもとに具体的文書化を依頼


>> 15. 技術的議論(3):特性試験条項への試験走行の追加(カナダの要求): 

重要な対立点は、加速度・推力の特性試験における、試験走行の具体的記述と、位置づけ

20081月の京都会議以後、日本案を示し、カナダ側に下駄を預けて信頼関係のもとに具体的文書化を依頼


>> 16. 文書の目次(1

>> 17. 文書の目次(2

7 Test categories / 7.1 Test categories/ 7.1.1 General/ 7.1.2 Type tests/ 7.1.3 Routine tests/ 7.1.4 Investigation tests

7.2 Summary of tests


>> 18. 文書の目次(3)

8 Type tests

8.1 Temperature-rise tests/ 8.1.1 General/ 8.1.2 Ventilation during temperature-rise tests/ 8.1.3 Measurement of temperature/ 8.1.4 Judgment of results/ 8.1.5 Limits of temperature rise

8.2 Characteristic tests and tolerances/ 8.3 Shock and vibration tests


>> 19. 文書の目次(4)

9 Routine tests

9.1 Routine tests of primary/ 9.1.1 General/ 9.1.2 Characteristic tests and tolerance

/ 9.1.2.1 Resistance measurement of the primary winding/ 9.1.2.1.1 Tolerances/ 9.1.2.2 Measurement of impedance/ 9.1.3 Dielectric tests/ 9.1.4 Structural tests/ 9.1.4.1 Dimensions and appearance/ 9.1.4.2 Flatness measurement

9.2 Routine tests of secondary/ 9.2.1 Dimension test/ 9.2.2 Chemical composition test/ 9.2.3 Tension test/ 9.2.4 Bending test/ 9.2.5 Shear test/ 9.2.6 Ultrasonic flaw detection/ 9.2.7 Friction test/ 9.2.8 Electrical conductivity test

10 Investigation tests/ 10.1 General / 10.2 Noise test

Annex


>> 20. おわりに

PT62520IEC/TC9関係の国際規格:

現在FDISへの投票結果を待っているところ

インターネットを積極的に活用しながら、審議の効率性と透明性を旨とした

関係者は緊張感をもって、作業に当たった

日本が中心になって提案、とりまとめを行った最初の例となった

==> 事前準備からほぼ4年間の活動をへて成立の見通しが出た

鉄道総合技術研究所の国際規格調査センターの皆様、国内作業部会の委員の皆様、国土交通省のご関係者はじめ皆様の献身的な御努力と御支援に心から感謝申し上げる。