投稿者: RWR_KI

今回は2回目としてメルクリンデジタルシステムによる自動運転を行うことを前提に製作したレイアウトセクション”終着駅Großfurra”の自動運転プログラムの一例をご紹介します.　今回はまず具体的なプログラムを紹介する前にシステムの概要とプログラムの基本構造を説明します。そのあと具体的なプログラムの例を提示しますのでプログラムの基本構造の説明を参考にして自動運転プログラム作成の参考にしていただければ幸いです．なお、今回, CS3のソフトウエアバージョンは2.4.0(5)（2022年7月時点の最新版）を使用しています．また，プログラムの作成方法は必ずしも最善の方法ではなく他にも方法があると思いますのでその点、ご留意ください．

最初に今回作成した自動運転プログラムによる自動運転の動画をご覧ください。

＜メルクリンの自動運転システムの概要＞
メルクリンデジタルシステムにはコントローラーとして”Central station”と”Mobile Station”が用意されていますが、このうちの”Central station”がいわば今回の自動運転の中核を成す機器になります。現行の機種はCentral station3（以下CS3と記載します）になります．そしてこのコントローラーに各種デコーダーを接続することにより、さまざまな自動運転が可能になります。これらのデコーダーを含めたシステムにはメルクリン独自のmfxというコントローラーとデコーダーの間で双方向通信が可能なプロトコルが採用されており，デコーダーの設定はCS3上で比較的簡単に行なうことができます．DCCにおけるCV値（Configuration Variable）の設定という概念は通常の設定作業ではほとんど不要です. また, 列車の在線検知もメルクリンの３線式の特徴を活かした簡単かつ信頼性の高い方法で行うことが可能です. メルクリンデジタルシステムはHWとSWを自社で開発し、それらをトータルシステムとして提供しているという点ではアップル製品と似たものがありますが、アップル製品と同様、他社の製品をこのシステムで使用しようとするとその特長は制限されます. ただ、CS3や各種デコーダーはDCCプロトコルにも対応していますのでDCCについてある程度専門的な知識さえあればDCC車両の自動運転も可能と思われます（私は実際にDCCを扱ったことがないのでこれ以上のコメントは控えます）．なお、今回CS3と各種デコーダの詳細な機能と取扱方法, CS3へのデコーダーの登録方法（機関車，分岐器や信号機のCS3への登録方法）の詳細は説明しませんので、詳細はメルクリンのウエブサイトに掲載されているマニュアルまたは別売の解説本（Large Manual Controlling Digitally with the Central Station 3 (Item # :03093)）を参照してください。いずれも英語版ですが，いずれも英語は比較的平易で図も豊富に掲載されていますので私のように英語があまり得意でなくてもある程度内容は理解できると思います. なお, 最新のデコーダーや信号機もmFxプロトコルに対応しており，設定は従来の機器より簡単に行なえます.

＜線路配置の概要＞
線路配置の概要は（1）にも記載しましたが，レイアウトの線路配置とS88コンタクトの位置をCS3のトラックダイヤグラムのスクリーンコピーで下図に再掲します.　グレーアウトした部分は今回のレイアウト以外の部分で, 今回説明する自動運転は機関区のセクションを車両の引き上げ線として使用します。機関区セクションと終着駅のセクションはスペースの関係上対向した形で接続されていますが、中間にある程度のスペースをとれば両者ともより実感的に運転ができると考えられます. この間に挟む線路の長さはプログラムには影響しません（プログラムの作り方によっては多少の調整が必要になります）．

レイアウトセクションの１番線、２番線、貨物駅にはそれぞれ２箇所のS88コンタクトを設置しています。一方, 引き上げ線となる機関区側は各々の線路終端にS88コンタクトを設置しています.なお、機関区側の自動運転では，S88コンタクトが線路終端にしか設置されていないため車両に停車コマンドが発動する前に車両に各種コマンドを与えることができないので停車直前の車両に汽笛吹鳴等、各種の動作指示を与えることができません．今回の終着駅セクションではこの反省に鑑みて，各引き込み線には複数のS88コンタクトを設置しました.

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このレイアウトセクションは以前15回にわたりこのブログで「自動運転を前提としたレイアウトセクション」として製作過程を紹介させていただいたメルクリンCS3による自動運担を前提としたレイアウトセクションです. この度 ”終着駅Großfurra”として一応の完成を見ましたので改めてその概要と自動運転プログラムの一例を紹介させて頂きます.

＜レイアウトの概要＞
このレイアウトセクションは以前このブログで紹介させていただいた機関区のジオラマ　”ALTENHOF機関区”　の自動運転時の機関車の待機線線の部分に制作したレイアウトで，ALTENHOF機関区と対向する形で設置しています. その全体写真を下図に示します. 

＜線路配置＞
今回のレイアウトは以前作成し、このブログでも紹介させていただいたジオラマ，”ALTENHOF機関区”　の自動運転時の機関車の待機線線の部分を利用しています．その線路配置を下図に示します. このレイアウトでは図の上側２本の待機線は目隠しして下側の２本の待機線みを使用しています. 線路はメルクリンのKトラック，分岐器は＃22715/#22716(Wide Radius Turnout)を使用しています．なお，一部の分岐器はFrog可動式の旧製品＃2272/＃2273も使用しています.

 下図はレイアウト全体写真上に線路配置を線で記入したものです. 黄色の部分が今回のレイアウトに使用した部分の線路, 水色の点線部分が目隠しした機関区の自動運転用の待機線, オレンジの部分が”ALTENHOF機関区”の線路で, 今回はこの機関区部分を自動運転用の車両待機線として使用します. 水色の部分はコの字型のBoxで目隠しし, 手前の壁に背景を作成, 上部は車両の展示台としてあります.

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165系急行”アルプス”と20系客車の寝台特急”あさかぜ”：製作を振り返って

いままで165系”アルプス”と20系客車”あさかぜ”の構想から完成までの製作過程を８回にわたりご紹介させていただきましたが、今回はその最終回として今回の製作を振り返り、成果と今後の課題について考えてみたいと思います。また、最後に僭越ながらこの作品を作りながら感じた近頃の鉄道模型に対する思いを記載させていただきます。

・　イメージの再現について
今回の車両の自作にあたってはまず最初に作成しようとする車両のイメージを具体化し、そのイメージが再現できるように設計、製作を行いました。まずはその結果を検証してみたいと思います。その方法として実物の画像をReferenceとして作品をそのイメージを特徴的に表すアングルで撮影をして比較してみました。なお撮影機材はフルサイズSLRと55㎜と100㎜のマクロレンズを使用しました。

＜165系＞
・　多彩な窓構造と屋上機器
画像を見ると、全体のプロポーションは実車のイメージとそうかけ離れているようには見えませんがやはり上段窓とサッシ枠の段差の大きさが気になります。また、実車に比較しグリーン車のサンバイザーの突出量が大きくなってしまっています。ただ、通常の角度から見るとこの突出量の大きさはあまり目立ちません。運転時、遠目にみた際の全体的な雰囲気はなんとか再現できているのではないかと思います。

・　整然と並ぶ普通車のユニットサッシ窓の美しさ
奥行き方向の課題はあるものの、それを除けば同一サイズの窓が整然と並ぶユニットサッシのイメージは再現できているのではないかと思います。製作切断した時と同じ順番にサッシ枠を側板に接着することが重要であることを再認識しました。今回は多数の窓の窓抜きを行いましたがラベル紙の接着力も特に問題はありませんでした。ユニットサッシ窓枠の直線性、窓ガラスの平面製は良好で、特に光を反射させた時の反射の具合は成形品を用いた市販製品を上回ります。今回窓枠は銀色テープの表面をサンドペーパーでヘアライン仕上げしたものを用いましたがそれでも面積が小さいせいか反射のばらつきは目立たず窓ガラスと窓枠の段差も少なくすることができました。

・　多彩な床下機器
今回、バラエティに富んだプロトタイプの中からから好みの形態、好みの配置で余剰パーツを流用した以外ほとんどの機器を自作しました。機器類はペーパー車体の線の太さとのバランスを考え細密化はせず、殆んどを単純な直方体としましたが、MG,コンプレッサ，水タンク，MG起動抵抗器等の目立つ機器（外観に特徴的のある機器）についてはある程度の細密化を行い、全体的には車体とバランスの取れたものとなっていると思います。ただ、手づくりで正確な直方体を製作することは結構難しく一部の機器には歪みや傾きが生じてしまいました。パーツを使用して床下を細密化しようとするとパーツの修正と取り付け部の加工が主体になりますが、今回の工作の方が細密化よりも難しい（基本的な工作力と集中力が問われる）気がしました。その中で平面性と直角度が良好なEvergreen社製の各種のプラ角棒を積層して継ぎ目を処理した所望の断面形状の角棒を切断して使用すると比較的簡単にばらつきなくいろいろなサイズ直方体が製作できることがわかったのは収穫でした。またEvergreen社製の1㎜x1㎜の角材で製作した取り付け脚を介して機器を取り付けたことで反対側が透けてみえ、程よい細密感と一体成形のプラ製品の床下にはない実物らしさが生まれたような気がします。

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165系”アルプス”と20系”あさかぜ”　：20系”あさかぜ”の紹介

20系客車の中間のカプラーは自作のドローバーを使用しています。ナハネフ22・カニ22のカプラーはKeeDee Copler #26(Long CENTERSET Shank)を使用しています。カニ22は暫定的な車両と考えていますので今回特に加工はしておりません。

・　編成全体（列車）

・　各車両の紹介

・　各部の紹介

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165系”アルプス”と20系”あさかぜ”　：165系”アルプス”・クモニ83・クモユニ82の紹介

以下、写真を主体に完成した165系”アルプス”とクモニ83，クモユニ82を紹介させていただきます。

・　編成全体
165系の中間のカプラーは手持ちのカツミのドローバーを使用しています。携帯にこだわらなければ耐久性、信頼性ともに優れたカプラーです。165系の両端部とクモニ、クモユニのカプラーはKeeDee Copler #26(Long CENTERSET Shank)を使用しています。

・　個々の車両

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165系”アルプス”と20系”あさかぜ”：20系客車の製作プロセス

20系客車は165系電車と異なり屋根板を使用しませんので製作工程が異なります。以下の写真でに屋根の曲げ工程を中心に製作過程を説明します。

・　妻板の製作

・　車体（側板＋屋根）と内貼りの製作

・２段窓、ドア、通風口の加工

・　車体部品の完成

・　車体裾の曲げ

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165系”アルプス”と20系”あさかぜ”：165系とクモニ83，クモユニ82の製作プロセス

165系の車体構造はユニットサッシ部分も含めて今まで製作した711系やクモヤ791と同じです。ただ、今回は大量にばらつきの少ない車体の罫書きが必要になります。そのため今回、罫書きのために
1）スプリングデバイダー
2）スプリングコンパスとシャープ芯用ヘッド
3）ドローイングペン　0.03㎜
を新たに用意しました。

スプリングタイプのデバイダは主にユニットサッシの罫書きに使用します。ユニットサッシはまずラベル紙を15×13.㎜に切断して外枠としますが、この寸法をばらつきなく罫書く時と、窓外周の罫書きに使用しました。特にユニットサッシ外枠を基準に窓外周の罫書きを行うときには特に長手方向の寸法について、窓全長よりもユニットさっし外周からの距離（ユニットサッシの外枠の幅）をばらつきなく罫書くことが重要で、その際にスプリングタイプのデバイダが必要です。またスプリングコンパスは165系ではあまり出番はありませんでしたが20系客車に必要な大量の仕切り板の屋根Rの罫書きを行う際に使用します。また、一度に大量の罫書きを行う際には芯の減りによる寸法のばらつき（芯を研いで寸法を確認する手間）を無くすためにシャープ芯用ヘッドを使いました。ドローイングペンは今回一部に平滑度の高いスノーホワイトという用紙を使用したためシャープペンシルでは線の紙へのノリが悪かったため使用しました。また、今までほとんどの罫書きは0.3㎜のシャープペンシルで行ってきましたが、その際、芯の減りによるばらつきが気になるところもありましたので、このペンを使用してみました。使用してみた感想では安定的に線は引けますが罫書き時にシャープペンの芯のエッジが用紙に当たるように気を使って罫書きを行う方が細い線がほけますので一長一短といったところです。ただ、線は圧倒的に濃く弾けるの仕切り板の接着位置等見難い部分の接着位置を描く際には重宝しました。いかに製作過程を主に写真で示します。写真は手順の概略ですので詳細は711系・クモヤ791の紹介記事も参照ください。

・　サロ165以外の側板製作手順（ユニットサッシ部の製作法）
ユニットサッシの罫書きの手順を下の図に示します。この方法の最大の留意点はサッシ枠の高さ方向の誤差を目立たなくするためサッシ枠を切り離した順に側板に貼ることです。また窓の上下の基準はサッシ枠の両端を基準とし、幅方向の基準はサッシ枠の外周を基準にすることです（窓の幅よりサッシ枠の太さを優先する）。サッシ枠を側板に貼り付けてから窓を切り抜く方法は以前からありましたが罫書き、切り抜きの際の誤差を考慮した上記の手順を守ることが揃って見えるユニットサッシを製作する最大の留意点だと思います。

以下、手順を写真で示します。

内貼りは以下のように製作します。

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165系”アルプス”と20系”あさかぜ”（4）：20系客車の模型化設計

＜20系客車の模型化設計＞
東京都博多を結ぶ特急”あさかぜ”が20系化された当時は上り・下り各１本の運転で、多くの一等寝台車が連結されていました。当初一等寝台車はナロネ20とナロネ21が用いられいたようですが、私が小学生の頃初めて見た1963年以降の編成にはナロネ22も連結され、当初から連結されていたナロネ20とナロ20も合わせ、20系の優等車が集結した編成になりました。また、他の九州方面の列車は途中で編成が分割されるため編成中にナハネフ23が連結されていましたが、あさかぜは博多まで全ての車両が運用されるため二等寝台車は最後尾のナハネフ22を除く全てがナハネ20で統一感のある外観となっていました（時折座席車を改造した車両も連結されていましたが）。この時期のあさかぜは電源車1両を含む15両編成で運転されていましたが、模型での15両編成はさすがに長すぎるため、それを手持ち台車の数に合わせて9両編成（電源車を含めて9両編成）に短縮しました。20系客車には当然電源車も必要になり、この時代のあさかぜの電源車はカニ21でしたが、今回の製作にあたっては電源車は製作せず、当面は約40前に製作し、手元に保存してあった小高模型のペーパーキットを組み立てたカニ22を使用することとしました。20系の電源車は３種類ありますが、それぞれ荷物室の容量が異なっていたため共通運用できず使用する列車が決まっていたため当時のあさかぜには用いられていませんでしたが、製作にあたっては屋根部分の製作法を検討しなければなりませんでしたので今回は見送り後日製作しすることにしました。

そして編成は
(カニ22)+ナロネ20+ナロネ22+ナロネ21+ナロ20+ナシ20+ナハネ20+ナハネ20+ナハネフ22
の9両編成としました。

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165系”アルプス”と20系”あさかぜ”：165系の模型化設計

今回製作する形式と列車のイメージが決まったところでそのイメージを表現する模型化設計に入ります。
「模型化設計」，「模型化設計図」という言葉は昔はよく耳にしましたが、ペーパー、金属を問わずスクラッチビルドで車両を製作するモデラーが減ったせいか、この言葉は以前より目にする機会が減ったように思います。通常、模型化設計と言ってもメルクリンのUIC ~X(m)タイプの客車のように基本的な寸法の変更は不要ですし、ペーパー車体の構造や製作法もほぼ確立しています。今回の製作に当たってもその内容を大きく見直すつもりはありませんでしたが、模型化設計の中で前回まとめた各車両に対するイメージを表現するのには各部の寸法をどう決めたら良いか、各部にどのような構造を採用すればばらつきなく正確な形状が作れるか等を検討します。

＜165系とクモニ83・クモユニ82の模型化設計＞
設計にあたりまず実車の寸法が記載された図面が必要ですが、手元に機芸出版社発行の日本の車両スタイルブック（第6刷：1974年発行）がありますのでそこに掲載されている153系の図面を参考にすることにしました（165系と153系の基本寸法は一部を除き同一です）。

まず図面のコピーに80分の1の換算した寸法を記載していきますがその時の寸法の最小単位は0.25㎜（1/4㎜）としました。特にイメージに合わせた意図的な寸法変更は行っていませんが、幅の広い部分と狭い部分があったときにはその寸法の片方を切り上げ、片方を切り捨てすることによりさを強調しています。例えばユニットサッシの枠の幅は下側が40㎜（0.５㎜）、その他が55㎜（0.69㎜）ですが、この部分の寸法はそれぞれ0.5㎜、0.75㎜としてあります。また全長をスケール通りにするために個々の寸法の端数を無理に調整することはせず、全長を変化させています。その他、窓の天地寸法、雨樋位置等はスタイルブックに詳細な寸法が掲載されていますのでそれを参考にしました。設計で留意した部分は以下のとおりです。

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165系”アルプス”と20系”あさかぜ”：製作車両の決定とその車両に対するイメージの構築

＜製作する形式（系列）の決定＞
今回製作する車両の設計方針が決まったところで車種の剪定に入ります。今回の製作にあたり利用できる手持ちの台車は以下の台車です。
・　DT32 4両分（カツミ製）
・　DT24 2両分（カツミ製）
・　TR69 4両分（カツミ製）

・　TR55 6両分（日光モデル製）
・　TR55 2両分（小高模型製）

これらは概ね1970年台から1990年台の製品でいずれもダイキャスト製です。このうち日光モデル製の台車は現行品と同一の金型（型更新されているかは不明）と思われますが、他の台車は現在は同一型の製品は発売されていないのではないかと思います。そして今回製作する車両はこの台車が使用されている形式から選択することになります。余談ですが小高模型製のダイキャスト製台車は1970年ごろの製品で当時の主流であったドロップ（落し鍛造）製台車に比較して非常に彫りが深くブレーキシューもついていますが全体的に線が太くポッテリ感があるとともに枠の幅が非常に厚く幅が車体幅と同じくらいあります（実測で35㎜）。当時この製品がTMSの製品の紹介欄で紹介された際、その中でこの幅の広さに問題があるということが記載されていないのはおかしいのではないかという議論があったことを記憶しています。当時は現在のようにSNSで多くの人に自分の意見を述べることができるようになるなど誰も夢にも思っていない時代でしたが反面、雑誌にはこのような批判的な意見もいろいろ掲載されていたような気がします。確かに幅は広いですが他の形状部分はあまり違和感はありません。
DT32/TR69は1962年以降、20年近くにわたり当時の国鉄の標準型台車として使用されていました。当時の国鉄は標準化と称して共通の機器を長期にわたり多くの車両に採用しており、車種の選択肢は数多くあります。また、TR55はブルートレインと呼ばれる特急寝台列車用の客車、1969年から製造されている12系以降の座席車全てに用いられている台車でこちらも選択肢は豊富です。両者とも多少のマイナーチェンジはあれど長期に渡り使用されている台車で、この台車を使用して製作できる形式は多々ありますが、これはこの台車が優秀であったということの他に当時の国鉄が膨大な赤字と労使問題を抱え、新規技術の導入が難しかったという側面もあるのではないかと考えられます。
それはともかく、まずはDT 32/TR69を使用する車種を検討します。DT32/TR69は451系以降の急行型、481系以降の特急型電車に20年以上にわたり幅広く使用されている台車ですので製作する車種の候補は数多くあります。。

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