BトレとDCCを使ってパソコンで自動運転しよう

長らく使っていましたF2Cのブログです…。
不満があるわけではありませんが、独自カスタマイズしたくなりWebサイトを作成しました。

追兎電鉄株式会社
http://www.auto-dentetsu.com

今後はこちらにお願いします。
このブログは残しておきますが、更新することはありませんので…。

本日は追兎電鉄建設事務所に多くの人が集まっています。

どうやら社長が関係者を集めて会議をするようです。

参加者は以下のとおり

○社長：つまりこのブログの主である私

○土木部：レイアウトベース、山、川などの自然物から、駅やトンネルなどの人工物までなんでも作る

○線路部：鉄道模型の肝である線路の計画、敷設、保線を行う

○電気部：自動運転の必要な電気配線の計画、敷設、信号制御も請け負っている

○車両部：車両の製造・改造から日々の検査まで車両に関することを全て担当

○運輸部：列車の運行、駅業務、ダイヤ作成を担当している

○総務部：上記のどれにもあてはまらない業務を担当。通称なんでも屋、秘書もやってる




社長：本日は追兎電鉄新線の建設遅延について、緊急ミーティングを実施します。
　　　忙しい中、集まっていただき感謝します。
　　　遅延の原因を洗い出し、情報共有をしていきましょう。
　　　現在は第1工区で線路敷設が止まっているようですが…　　　

線路：線路敷設が止まっているのは訳があります。
　　　緩和曲線やアプローチ部分の設計を十分検討して線路プランは出しましたよ。
　　　でも土木部の工事が進んでいないんです。
　　　土木工事が終わらないと線路敷設は出来ないです。

土木：いやそう言われても、電気部でフィーダー位置の確定が出来ていないので…

線路：フィーダー位置が決まらないと土木工事できないんですか？

土木：そうですね。フィーダー位置というか閉塞区間をどうするかです。
　　　鉄橋の真ん中にフィーダーを入れると電線の隠蔽ができません。
　　　また閉塞位置によっては信号機のスペースを確保が難しい場合があります。

社長：では土木工事が進まないのは電気部のプラン決定が遅れているからですか？

電気：申し訳ございません。
　　　一度はプランを確定させたのですが運輸部より条件が追加されたので…

社長：その条件とは？

運輸：はい、計画では運転する列車は最大6両編成でしたが、
　　　今回のモデル路線である阪和線にあわせて
　　　車両部が225系5000番台を大量に新製したものですから…。

社長：車両新製と電気プランに関係があるのですか？

運輸：223系2500番台が4編成、225系5000番台が4編成となりましたので、
　　　関空快速／紀州路快速のような分割併合するダイヤを組みたいと思いまして…。

電気：従来は1編成に1デコーダでしたが、分割併合するとなると2デコーダになります。
　　　HOゲージやNゲージ車両でしたら、
　　　先頭車で列車位置検出をするため2デコーダでも問題はありませんが、
　　　我が社の車両規格はBトレですから、
　　　動力車位置が変更になると、閉塞区間も変更となるわけです。

土木：では分割併合を自動運転する目処はあるのですね。

運輸：計画的には可能だと思っています。

土木：あいまいな表現ですが、出来るんですか？

運輸：試験走行をしようにもテスト線が未開通のため机上での理論ですが…。

社長：自動運転で分割併合は難易度が高すぎませんか？
　　　連結開放したかどうかの検出が出来ないので、開放失敗した時にダイヤが破綻します。

電気＆運輸：引き続き検証実験を行います。

土木：では従来案と分割併合案のどちらになっても対応できるように、
　　　閉塞区間を細かくして線路敷設すればいいんじゃないですか？

電気：我が社が採用しているKATO社の線路でフィーダー付線路は直線しかありませんし、
　　　電気の接点が1点でしかないため信頼性に欠けます。
　　　不具合交換が難しいため、基本フィーダー付ジョイナーで給電するかし…。

土木：それの何が問題なんですか？

線路：短い線路の連続となるため、列車通過時のジョイント音が美しくありません。

総務：閉塞区間をむやみやたらと設定すると位置検出にお金がかかります。
　　　予算も限られているんです。

電気：はい、閉塞区間が変わると信号機の位置も変わりますし…。

社長：そうなると分割併合が工事遅延の原因ですか？

車両：社長が「阪和線なら日根野分割だ」というものですから…。

総務：ヤフオクで225系5000番台が安いという理由だけでポチっちゃうし…。

社長：では原因は私…ってことですか？

一同：そういうことになりますね。

総務：まったくです。計画性もなく思いつきで動くのですから
　　　私たちの身にもなって考えてください。

社長：わかりました。分割併合を考えないなら進捗するのですか？

土木：いままでの状況を鑑みると途中までは進捗するでしょうけど…

電気：まずは従来案で閉塞区間とフィーダー位置を決めて

線路：ギャップとフィーダー位置を考慮して線路を組みなおす

土木：フィーダー位置の邪魔にならないように情景を作成する…

総務：これって普通のレイアウト作成手順とはぜんぜん違いますよね。

電気：自動運転をするというのは計画段階が最も重要なのです。

土木：電気配線が確定したらレイアウトベース裏の補強も出来る。
　　　まぁ暫定的だけど、少しは進むかな…。

社長：分割併合を諦めても少ししか進捗しないのですか？

土木：このレイアウトは分割収納式でしょ？社長覚えてます？

社長：もちろん覚えてますよ。
　　　全長5mを超えるレイアウトをリビングに常設は出来ないですからね。

土木：いまはレイアウトベースだけなので積み重ねもできますが
　　　今後、地形や線路が出来ると積み重ね出来ないですよ。
　　　収納は考えているんですか？

社長：オカモチ個別方式を考えていたんだけど、それだと棺桶っぽいし…。
　　　4段式にすると部屋の圧迫感もあるし…

線路：とにかく私たちが作業できるように環境は整えてください。

電気：棺桶が嫌なら4段式をアクリルケースで作成したら…

総務：そんな予算はどこにもありません。

車両：とにかく原因は社長にあるということで…。

一同：異議なし

総務：では社長は今月中に収納方法をどうするか決めておいてくださいね。

社長：……

総務：今回のミーティングは閉会します。
　　　各部は出来ることを見つけて着手していってください。

社長：よろしくお願いいたします。


こんな感じで作業が進まないわけです（言い訳）


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本業はそれほど忙しくないのに、なぜか時間がなく模型を触っていない連休でした。
やっと余裕も出来てきたので、第1工区から着工していくことにします。


このレイアウトは様々な要素を濃縮しているため、いくつかはトレードオフの関係になっています。
短い閉塞区間を多数用意するため、Nゲージ車両の3両編成より、Bトレ車両の6両編成の方が近郊電車っぽいので、リアルさを捨ててまで選択しています。
Bトレを採用したことで半径100mmぐらいのカーブも通過できるわけですが、やはり急カーブになるほど玩具っぽさが強調されて、カッコ悪くなります。
それがわかっているので、エンドレス区間の両端以外のカーブは半径348mm以上で設計しています。
両端のカーブは内側150mm(前後の緩和曲線は半径249mm)で、外側183mm(前後の緩和曲線は半径282mm)です。
前作のレイアウトでもカーブ半径は同じですが、緩和曲線を入れたことでより実感的になっています。


今回、線路配置がすべて確定させてから、「やっぱり架線を張ろう」という追加要素が出たことから、線路配置を再検討することにしました。
架線を張ることと、線路配置は前回(No.19 04/18)で検証したわけですが、別要素があります。
それは「線路のクリーニング」です。
架線を張ると当然メンテナンスが容易ではなくなります。
DCCは集電が命、ましてや自動運転ともなると一瞬でも集電不良となると列車が暴走するのですから、線路を磨くことはとても重要です。。
架線を張ってしまうと線路のクリーニングは「クリーニングカー」を使用することになりますが…。


当方で所有しているクリーニングカーは3種類あります。
・TOMIX社のクリーニングカー(DCCデコーダ搭載済み)
・海外から輸入したコロコロクリーニングカー
・BトレのDD53ラッセル車を改造したコロコロクリーニングカー


もっともクリーニング効果のあるのはTOMIX社のクリーニングカーですが、半径150mmを通過することは不可です。
半径150mmで車体は通過できますが、クリーニングパッドが線路から外れて、直線に戻ったときに外れていたクリーニングパッドが元に戻ろうとして線路にひっかかり脱線します。
次に輸入コロコロカーですが、これもクリーニングローラーが半径216mm以下では線路内に落ちてしまいます。
そしてDD53改造カーだけが無事に半径を通過します。


しかしながら、DD53ラッセル車の隙間という隙間に錘を詰めて補重していますが、やはり性能は満足できるものではありません。
TOMIX社のクリーニングカーを使うためには、両端のカーブさえ半径を大きくすれば全く問題なく使えます。

前作と同じカーブ半径なので拡張の余地あり


緩和曲線の有無はありますが、前作とカーブ半径は同じ。
前作は奥行き420mmだったものを、今回は520mmとしていますから、単純にあと半径を50mm大きくできます。
KATO社のユニトラックを使っているので最小半径は183mmまで拡大できることになりますが、半径183mmでTOMIX社のクリーニングカーは実に微妙な動きをします。
場合によっては脱線します。決まった事象がなく通過できることもあれば、脱線することもある…という感じです。

それに半径183mmに拡大してしまうと、今作の目標がトレードオフで失われることになります。
それは「Bトレをかっこよく撮影するためのお立ち台」です。

レイアウトベースの大きさギリギリに線路を敷設したくないのです。
デジカメやビデオカメラで撮影した時に、レイアウトベースの側面(私は「世界の端」と勝手に命名しています）が写ってしまうのです。
どんなに精巧な車両が走行しても、雰囲気ある情景を再現しても、この世界の端が写ることで一機に興醒めしてしまいます。

2つの写真を比べると…わかりますよね。

世界の端にギリギリまで線路を敷設した場合


世界の端から6cm離れて線路を敷設した場合



架線は張るけどカーブ半径は当初の線路配置のまま進めることで仮決定です。
架線を張るまでに、新しいクリーニング方法を開発する必要がありそうです。


※このレイアウトは分割収納式になります。
　運転時はリビングですが、収納時は別の部屋になり、その部屋の扉幅が約70cmしかありません。
　収納ケースの厚みや、余白を考えると、今以上のサイズアップは出来ないわけです。

次に考えないといけないのが、新宝塚駅のホームです。
前作では駅前後の3つの分岐の間に、自作の改造レールを入れて微調整していたところを、今回は線路土床を削るだけで済ませているため、前回使用したKATO社の島式ホームが入りません。
駅は自作するつもりでしたが、この新宝塚駅は前作のリメイクでもあるので同じ製品を使いたかった…というわけで…これも自作することになりそうです。

4番分岐で島式ホームを入れるためには補助線路S64を2本入れるのですが、
補助線路が入る位置に、別の４番分岐(S124相当)が入ったことで4mm短くなっています。

前作ではギリギリ入ったのに…


仮に設置できたとしても、ホームの高さが低かったり


ホームと車両の間が大きく開いていたり


既製品のパーツ流用で新たに作るしかなさそうです。


いろいろ問題を抱えたまま作業は進んでいます。


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前作でやり残した課題として「架線」があります。
今作では、やはり「架線」を張るということにコダワリたいと思っています。
架線を張っているレイアウトは少なからずありますが、実際に架線集電をしていないレイアウトでは、パンタ破損のリスク回避のため架線とパンタのクリアランスが大きすぎたり、カーブ区間の美観のため架線がショートカットしてたり…、でもどうせやるならパンタから集電しているかの如く、ギリギリまで調整してみたいものです。


今回のレイアウトはBトレ専用としていますが、線路配置は基本的に直線番長コースです。
両端のカーブこそ最小半径150mm(135度)もありますが、それ以外はすべて半径348mm以上となっています。
架線を張ることは、両端以外は比較的容易な線形です。


実際に急カーブ区間における架線の状態を検証しておきます。
Nゲージの一般的に急曲線である半径282mmを考えてみます。
90度カーブの場合で、30度ごとに架線柱を設置したとして考えます。




一般的にパンタグラフは車両の端部（つまり台車の上）にあるので、架線は線路の軌間内にあればOKと考えます。
でも30度ごとでは架線がショートカットするのでカーブ区間ではパンタと架線が離れます。



90度カーブで、22.5度ごとに架線柱を設置した場合でギリギリなんとか形になりそうです。



それでもNゲージ車両が通過すると、約1両ごとに架線柱があるような感じで窮屈なイメージですね。


さて、Bトレ専用レイアウトで最小半径を検証してみると、




机上計算では30度ごとに架線柱を設置すれば大丈夫そうです。
やはりカーブ半径が小さくなっているけど、起間は同じところの差が出ているかと…。


実際に架線柱を仮設置して検証してみます。



赤い線が架線の位置になりますが、ショートカットすることもなく設置できそうです。

車両がした場合









架線柱の密度は高いもののBトレの車体長が短いのでなんとか大丈夫かと…。
ここでもBトレのメリットは出ています。
実際、レイアウトでは前作同様に切り通し区間となるため、編成すべては見えなくなりますけどね。



やはり架線があるといい感じになりそうです。
電鉄っぽいというか、架線を入れるだけで、かなり高級感もでそうです。


いろいろ遊んでいますが、無反応では「やる気様」がまたいなくなるかも…。
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分割レイアウトですから、机上プランはどうであれ、隣の分割部分と連結できなければ意味がありません。
新追兎電鉄レイアウトは、大鉄橋のある第5工区と大鉄橋で結ばれる終端駅のある第4工区以外、第1工区から第3工区までは完全に連結させる設計となっています。
レイアウト間の連結は伸縮できるバリアブルレールなどは一切使わないで、KATO社のユニトラック線路のユニジョイナーだけで行います。
過去実績がありますから、段差のない我が家のリビングで運転するには問題ありません。
それでも連結面に接している線路は現物あわせで敷設するしかありません。


現物あわせの作業工程としては以下のとおりに進めます。
(1)第1工区の線路を敷設


(2)第3工区の線路を、第1工区の直線部分を基準として敷設


(3)第2工区の線路を、第1工区・第2工区の線路に接続できるよう現物あわせて敷設



とにかくすべての基準となるのが第1工区になります。
その中でも、やはり基準点のようなところが必要です。
そこでレイアウトにも定礎を設定しました。



厳密にいうと定礎の定義とは違うのですが、まぁそのあたりはアバウトでいいでしょう。
要はここを全ての基準点にする…ってことです。


これから現物あわせで、ギャップの位置（つまり閉塞区間の確定）、フィーダージョイナーの位置、そして信号機の位置を確定させていきます。
フィーダージョイナーの位置はなるべくカントがなく線路造作物（たとえば鉄橋など）が無い場所、そしてレイアウト裏面の場所取りも考えないといけないので難解なパズルになってます。
また閉塞待ちでの列車停止するなら信号機の位置も考えなくては…。そしてBトレ特有の動力車の位置との関係もあり、なかなか進みそうにないですね。
自動運転を考えないなら、このあたりは適当に済ませて、あとから適当な場所にダミーの信号機を入れれば…なんですけどね。


信号機の位置となると、さらに架線柱の位置もあわせて考えないといけません。
鉄道模型の世界では、信号機と架線柱は別々のものですが、実際には架線柱に設置された信号機も数多くあり、信号機を設置する場所の手前に架線柱があると視認性にも問題が出てきます。
今回もカメラカー対応レイアウトにするので、信号機と一緒に架線柱も考えておかなければ…。



（番外）
レイアウト製作の最終段階において架線を張ることも考慮しています。
そのため、クリアランスの確認だけしてみました。
走行するのはBトレだけですから、当社主力車両で計測



線路上面から架線までは約35mmで大丈夫なようです。


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tag : BトレレイアウトDCC