(57)【要約】【課題】滞留旅客に着目した旅客流動シミュレーションを実現するための技術の提案。【解決手段】対象期間を複数の単位時間（例えば、１時間）で区切り、この時間帯単位で旅客流動の算出を行う。すなわち、各時間帯について、出現旅客と直前時間帯の滞留旅客との合計である乗車希望旅客を、定められた輸送力を超えないように移動させて旅客流動を算出する。乗車希望旅旅客のうち、目的駅に移動できない旅客は滞留旅客として出現駅に留まる。そして、各駅について、降車人数が、滞留人数に応じた構内移動可能人数を超えると、次の時間帯において列車の運行停止が発生すると判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータに、所与の鉄道網における時間帯単位での旅客の流動をシミュレーションさせるためのプログラムであって、
各駅間の所与の輸送力（輸送可能な旅客数のこと。以下同じ。）のうち、運行停止とする駅間の輸送力をゼロに設定することで運行停止を設定する運行停止設定手段、
時間帯単位での前記シミュレーションを進行制御する進行制御手段、
前記運行停止設定手段により設定された運行停止を解除する運行停止解除手段、
として前記コンピュータを機能させ、
前記進行制御手段は、
各駅について所与の人数の出現旅客を発生させる発生ステップと、
各駅における前記出現旅客及び所与の滞留旅客を合計した乗車希望旅客の人数と、各駅間の前記輸送力とを比較して、当該時間帯における各駅間の移動旅客の人数を算出する移動旅客算出ステップと、
各駅について、前記乗車希望旅客のうち、前記移動旅客を除いた残余の旅客を当該駅の前記滞留旅客として更新する滞留旅客更新ステップと、
を時間帯単位で順次実行する、
プログラム。
【請求項２】
前記発生ステップは、ＯＤ（Origin Destination）別に前記出現旅客を発生させるステップであり、
前記移動旅客算出ステップは、ＯＤ別に前記移動旅客の人数を算出するステップである、
請求項１に記載のプログラム。
【請求項３】
前記移動旅客算出ステップは、前記輸送力がゼロとされた駅間をＯＤに含む旅客は移動旅客に算入しないステップを含む、
請求項２に記載のプログラム。
【請求項４】
前記進行制御手段は、前記更新された各駅の前記滞留旅客の人数を用いて、前記運行停止が設定された駅間以外の駅間の前記輸送力を変更する輸送力変更ステップを更に実行する、
請求項１〜３の何れか一項に記載のプログラム。
【請求項５】
前記輸送力変更ステップは、
各駅の構内移動可能人数を、当該駅の前記滞留旅客の人数に基づいて設定する構内移動可能人数設定ステップと、
各駅での前記移動旅客の降車人数と当該駅の前記構内移動可能人数とに基づいて、次の時間帯における全部又は一部の駅間の前記輸送力をゼロに設定する運行一時停止ステップと、
を含む、
請求項４に記載のプログラム。
【請求項６】
前記進行制御手段は、各駅について規制人数を設定する規制人数設定ステップを更に実行し、
前記発生ステップは、前記規制人数が設定された駅の出現旅客を、当該規制人数以下で発生させる、
請求項１〜５の何れか一項に記載のプログラム。
【請求項７】
少なくとも前記運行停止の解除を異なる時間帯で行うように設定した複数のシミュレーションパターンそれぞれについて、当該シミュレーションパターンの設定に従った前記運行停止の解除を前記運行停止解除手段に行わせるとともに、前記進行制御手段にシミュレーションを行わせる包括実行手段、
前記シミュレーションパターンそれぞれについてのシミュレーション結果を、少なくとも滞留旅客の人数に基づいて評価する評価手段、
として前記コンピュータを更に機能させるための請求項１〜６の何れか一項に記載のプログラム。
【請求項８】
所与の鉄道網における時間帯単位での旅客の流動をシミュレーションするシミュレーション装置であって、
各駅間の所与の輸送力のうち、運行停止とする駅間の輸送力をゼロに設定することで運行停止を設定する運行停止設定手段と、
時間帯単位での前記シミュレーションを進行制御する進行制御手段と、
前記運行停止設定手段により設定された運行停止を解除する運行停止解除手段と、
を備え、
前記進行制御手段は、
各駅について所与の人数の出現旅客を発生させる発生ステップと、
各駅における前記出現旅客及び所与の滞留旅客を合計した乗車希望旅客の人数と、各駅間の前記輸送力とを比較して、当該時間帯における各駅間の移動旅客の人数を算出する移動旅客算出ステップと、
各駅について、前記乗車希望旅客のうち、前記移動旅客を除いた残余の旅客を当該駅の前記滞留旅客として更新する滞留旅客更新ステップと、
を時間帯単位で順次実行する、
シミュレーション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所与の鉄道網における時間単位での旅客の流動をシミュレーションするシミュレーション装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
列車ダイヤを評価するために、ＯＤ（Origin Destination）データが与えられた各旅客を列車ダイヤに適用することで各旅客の移動経路を推定し、鉄道網における旅客流動のシミュレーションを行う手法が知られている。例えば、ダイヤ乱れ時の運転整理を行う際に旅客流動シミュレーションを用いる技術が特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−０１８２２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、東日本大震災が発生した際の首都圏の鉄道網においては、長時間且つ広範囲に亘る大規模な運行停止が発生し、駅には、目的駅に移動できずに出現駅に留まる多数の「滞留旅客」が発生した。そして、多数の滞留旅客が発生している状態で列車の運行を再開（復旧）したが、安全のために、再度、運行停止にせざるを得ない事態が生じた。すなわち、運行再開に伴って、滞留旅客が一斉に列車に乗車しようとして輸送力を超えた旅客がプラットフォームに溢れたり、駅構内に多数の滞留旅客が存在していることで、駅に到着した列車から旅客が降車できないといった事態が発生した。このような、多数の滞留旅客の流動や、多数の滞留旅客が列車運行に与える影響のシミュレーションはなされたことがなかった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、滞留旅客に着目した旅客流動シミュレーションを実現するための技術の提案にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための第１の形態は、
コンピュータに、所与の鉄道網における時間帯単位での旅客の流動をシミュレーションさせるためのプログラムであって、
各駅間の所与の輸送力（輸送可能な旅客数のこと。以下同じ。）のうち、運行停止とする駅間の輸送力をゼロに設定することで運行停止を設定する運行停止設定手段、
時間帯単位での前記シミュレーションを進行制御する進行制御手段、
前記運行停止設定手段により設定された運行停止を解除する運行停止解除手段、
として前記コンピュータを機能させ、
前記進行制御手段は、
各駅について所与の人数の出現旅客を発生させる発生ステップと、
各駅における前記出現旅客及び所与の滞留旅客を合計した乗車希望旅客の人数と、各駅間の前記輸送力とを比較して、当該時間帯における各駅間の移動旅客の人数を算出する移動旅客算出ステップと、
各駅について、前記乗車希望旅客のうち、前記移動旅客を除いた残余の旅客を当該駅の前記滞留旅客として更新する滞留旅客更新ステップと、
を時間帯単位で順次実行する、
プログラムである。
【０００７】
また、他の発明として、
所与の鉄道網における時間帯単位での旅客の流動をシミュレーションするシミュレーション装置であって、
各駅間の所与の輸送力のうち、運行停止とする駅間の輸送力をゼロに設定することで運行停止を設定する運行停止設定手段と、
時間帯単位での前記シミュレーションを進行制御する進行制御手段と、
前記運行停止設定手段により設定された運行停止を解除する運行停止解除手段と、
を備え、
前記進行制御手段は、
各駅について所与の人数の出現旅客を発生させる発生ステップと、
各駅における前記出現旅客及び所与の滞留旅客を合計した乗車希望旅客の人数と、各駅間の前記輸送力とを比較して、当該時間帯における各駅間の移動旅客の人数を算出する移動旅客算出ステップと、
各駅について、前記乗車希望旅客のうち、前記移動旅客を除いた残余の旅客を当該駅の前記滞留旅客として更新する滞留旅客更新ステップと、
を時間帯単位で順次実行する、
シミュレーション装置を構成しても良い。
【０００８】
この第１の発明等によれば、所与の鉄道網における時間帯単位での旅客の流動のシミュレーションとして、駅間の輸送力をゼロとすることによる運行停止の設定や、その運行停止の解除ができる。また、時間帯毎に、各駅に発生させた出現旅客と滞留旅客との合計である乗車希望旅客を駅間の輸送力と比較することで各駅間の移動旅客を算出し、残余を滞留旅客として更新することを繰り返す。これにより、例えば、大規模な（広範囲且つ長時間に亘る）運行停止が発生した場合における旅客流動をシミュレーションすることができる。
【０００９】
第２の発明として、第１の発明のプログラムであって、
前記発生ステップは、ＯＤ（Origin Destination）別に前記出現旅客を発生させるステップであり、
前記移動旅客算出ステップは、ＯＤ別に前記移動旅客の人数を算出するステップである、
プログラムを構成しても良い。
【００１０】
この第２の発明によれば、出現旅客はＯＤ別に発生され、移動旅客はＯＤ別に算出される。これにより、旅客の出現駅及び目的駅を定めることで、より精度の高い旅客流動のシミュレーションが実現される。
【００１１】
第３の発明として、第２の発明のプログラムであって、
前記移動旅客算出ステップは、前記輸送力がゼロとされた駅間をＯＤに含む旅客は移動旅客に算入しないステップを含む、
プログラムを構成しても良い。
【００１２】
この第３の発明によれば、輸送力がゼロとされた駅間をＯＤに含む旅客は移動旅客に算入されない。輸送力がゼロとされた駅間、すなわち運行停止の駅間を出現駅から目的駅までに含む旅客が滞留旅客とされる。
【００１３】
第４の発明として、第１〜第３の何れかの発明のプログラムであって、
前記進行制御手段は、前記更新された各駅の前記滞留旅客の人数を用いて、前記運行停止が設定された駅間以外の駅間の前記輸送力を変更する輸送力変更ステップを更に実行する、
プログラムを構成しても良い。
【００１４】
この第４の発明によれば、各駅の滞留旅客人数を用いて、運行停止が設定された駅間以外の駅間の輸送力が変更される。
【００１５】
第５の発明として、第４の発明のプログラムであって、
前記輸送力変更ステップは、
各駅の構内移動可能人数を、当該駅の前記滞留旅客の人数に基づいて設定する構内移動可能人数設定ステップと、
各駅での前記移動旅客の降車人数と当該駅の前記構内移動可能人数とに基づいて、次の時間帯における全部又は一部の駅間の前記輸送力をゼロに設定する運行一時停止ステップと、
を含む、
プログラムを構成しても良い。
【００１６】
この第５の発明によれば、滞留旅客を用いた駅間の輸送力の変更として、滞留旅客の人数に基づいて設定された各駅の構内移動可能人数と、各駅での移動旅客の降車人数とに基づいて、次の時間帯における全部又は一部の駅間の輸送力をゼロに設定、すなわち運行の一時停止が行われる。これにより、多数の滞留旅客や降車人数による駅の構内の混雑が発生したために、一時的な列車の運行停止が発生したことを模擬することができる。
【００１７】
第６の発明として、第１〜第５の何れかの発明のプログラムであって、
前記進行制御手段は、各駅について規制人数を設定する規制人数設定ステップを更に実行し、
前記発生ステップは、前記規制人数が設定された駅の出現旅客を、当該規制人数以下で発生させる、
プログラムを構成しても良い。
【００１８】
この第６の発明によれば、各駅について規制人数が設定され、出現旅客はこの規制人数以下で発生される。これにより、構内への旅客の入場を制限する入場規制を取り入れた旅客の流動を模擬することができる。
【００１９】
第７の発明として、第１〜第６の何れかの発明のプログラムであって、
少なくとも前記運行停止の解除を異なる時間帯で行うように設定した複数のシミュレーションパターンそれぞれについて、当該シミュレーションパターンの設定に従った前記運行停止の解除を前記運行停止解除手段に行わせるとともに、前記進行制御手段にシミュレーションを行わせる包括実行手段、
前記シミュレーションパターンそれぞれについてのシミュレーション結果を、少なくとも滞留旅客の人数に基づいて評価する評価手段、
として前記コンピュータを更に機能させるためのプログラムを構成しても良い。
【００２０】
この第７の発明によれば、運行停止の解除を異なる時間帯で行うように設定した複数のシミュレーションパターンでシミュレーションが行われ、それぞれのシミュレーション結果が、少なくとも滞留旅客の人数に基づいて評価される。これにより、運行停止の解除を行う時間帯として、例えば、各駅の滞留旅客の人数の合計が最も少なくなるような時間帯を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】旅客流動シミュレーションの概要。
【図２】鉄道ネットワークの一例。
【図３】鉄道網の一例。
【図４】１人の旅客の移動経路の例。
【図５】滞留旅客の発生の説明図。
【図６】出現旅客ＯＤの一例。
【図７】滞留旅客の発生の説明図。
【図８】滞留人数と構内移動可能人数との関係例。
【図９】構内移動可能人数の説明酢。
【図１０】滞留過多の発生の説明図。
【図１１】滞留過多の発生の説明図。
【図１２】入場規制の説明図。
【図１３】旅客流動シミュレーション装置の機能構成図。
【図１４】駅間輸送力データのデータ構成例。
【図１５】出現旅客ＯＤデータのデータ構成例。
【図１６】実績データのデータ構成例。
【図１７】旅客流動シミュレーション処理のフローチャート。
【図１８】シミュレーション結果の一例。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。但し、本発明の適用可能な実施形態がこれに限定されるものではない。
【００２３】
［原理］
（Ａ）概要
本実施形態の旅客流動シミュレーションは、列車の運行停止等によって発生する駅での旅客の「滞留」に着目し、滞留旅客の存在が列車運行に及ぼす影響を模擬するものである。
【００２４】
本実施形態では、対象期間を複数の単位時間（例えば、１時間）で区切り、この時間帯単位で旅客流動の算出を行う。すなわち、各時間帯について、「乗車希望旅客」を、定められた「輸送力」を超えないように移動させて旅客流動を算出する。乗車希望旅客は、当該時間帯に発生する「出現旅客」と、直前の時間帯の「滞留旅客」との合計である。また、輸送力は、当該時間帯において移動可能な旅客の人数であり、本実施形態では駅間を単位として定められている。乗車希望旅客のうち、目的駅に移動できない旅客は「滞留旅客」として出現駅に留まることになる。滞留旅客は、次の時間帯の該当駅の乗車希望旅客に加算されることになる。図１に、本実施形態の旅客流動シミュレーションの概要図の一例を示したが、この図１の例では、時間帯１の終了時において、Ａ駅での滞留旅客１００人、Ｂ駅での滞留旅客２００人は、次の時間帯２に乗車希望旅客として繰り延べられている。
【００２５】
そして、算出した旅客流動に基づいて、次の時間帯において列車の運行停止が発生するかを判定する。詳細には、各駅について、滞留人数に応じて「構内移動可能人数」を求め、降車人数がこの構内移動可能人数を超える場合に、運行停止が発生すると判定する。運行停止は、該当する駅間の輸送力を「ゼロ」とすることで実現される。なお、図１の例では、列車の運行停止は発生していない。
【００２６】
各時間帯における旅客流動の算出は、対象の鉄道網をモデル化した鉄道ネットワークにおいて、各時間帯の出現旅客ＯＤ及び駅間輸送力に基づき、各駅の滞留旅客の総数を最小とする最適化問題として解くことで、ネットワークフローすなわち旅客の移動を求めることで実現する。
【００２７】
（Ｂ）ネットワークモデル
図２は、鉄道ネットワークの一例である。図２では、図３に示した３つの駅（Ａ，Ｂ，Ｃ駅）を含む複線で構成された鉄道網に対応する鉄道ネットワークを示している。以下、説明の簡明化のため、この鉄道ネットワーク（鉄道網）を処理対象として実施形態を図示及び説明する。
【００２８】
鉄道ネットワークは、「ノード」と、これらのノードを繋ぐ「アーク」とから構成される。ノードの種類には、駅舎（プラットフォームとの関係を表わす意味では改札口と考えても良い）を表す「駅ノード」（例えば図２の「駅_Ａ」）と、駅のプラットフォームを表す「プラットフォームノード」（例えば図２の「ホーム_Ａ」）と、駅間を運行する列車を表す「列車ノード」（例えば図２の「列車_Ａ１」）と、駅における旅客の滞留を表す「滞留ノード」（例えば図２の「滞留_Ａ」）と、駅の外部を表す「駅外ノード」（例えば図２の「駅外」）とがある。「駅外ノード」は、ネットワークにおける流量保存則を成立させるためのダミーノードである。
【００２９】
アークは、フローが一方向に定められる有向アークであり、その種類には、駅外ノードから駅ノードに向かい駅における旅客の発生（目的駅までの移動を希望する新たな旅客）を表す「旅客発生アーク」と、駅ノードから駅外ノードに向かい駅からの出場（簡単に言うと、改札口からの出場）を表す「駅外移動アーク」と、駅ノードから滞留ノードに向かい駅における旅客の滞留（乗車できずに当該駅で滞留すること）を表す「滞留アーク」と、滞留ノードから駅外ノードに向かう「滞留ダミーアーク」と、駅ノードからプラットフォームノードに向かいプラットフォームへの入構を表わす「ホーム入構アーク」と、プラットフォームノードから駅ノードに向かい降車した旅客のプラットフォーム上の移動を表わす「駅移動アーク」と、プラットフォームノードから列車ノードに向かい列車への乗車を表す「乗車アーク」と、列車ノードからプラットフォームノードに向かい列車からの降車を表す「降車アーク」と、列車ノードから次駅の列車ノードに向かい列車の駅間の移動を表す「列車アーク」とがある。
【００３０】
また、列車アーク及び駅移動アークには「容量」が定められる。すなわち、列車アークの容量は、該当する駅間の輸送力である。駅移動アークの容量は、該当する駅の構内移動可能人数であり、前時間帯の当該駅の滞留人数によって決まる。
【００３１】
（Ｃ）旅客の移動
図４は、鉄道ネットワークにおける旅客の移動（フロー）を説明する図である。鉄道ネットワークにおいて、ある駅に発生した旅客は、駅外ノードから、アークやノードを経由して、再度、駅外ノードに戻るように移動する。
【００３２】
図４の（１）は、目的駅に向かう旅客の移動を示す図であり、Ａ駅に発生した旅客が、目的駅であるＣ駅に移動する経路を示している。この旅客の移動経路は、駅外ノードから、発生駅（乗車駅）であるＡ駅の駅ノード及びプラットフォームノード、Ａ駅からＣ駅に至る列車ノード、目的駅（降車駅）であるＣ駅のプラットフォームノード及び駅ノードを経由して、再度、駅外ノードに至る経路となる。
【００３３】
図４の（２）は、目的駅に到達できない旅客の移動（すなわち、滞留旅客）を示す図である。目的駅に到達できない旅客は、発生駅に滞留することになる。図４の（２）では、Ｂ〜Ｃ駅間が運行停止となっており、Ａ駅に発生した旅客は、目的駅であるＣ駅に到達できない。この旅客の移動経路は、駅外ノードから、発生駅であるＡ駅の駅ノード及び滞留ノードを経由して、再度、駅外ノードに至る経路となる。
【００３４】
（Ｄ）滞留の発生
駅における旅客の滞留は、（１）列車の運行停止、（２）移動旅客の輸送力超過、によって生じる。
【００３５】
図５は、列車の運行停止による滞留の発生を説明する図である。図５では、Ｂ〜Ｃ駅間が運行停止の場合を示している。また、簡明化のため、出現旅客ＯＤは、全ての時間帯において共通とし、図６に示すように定めることとする。
【００３６】
図５の（１）は、最初の時間帯１におけるネットワークフローである。Ｂ〜Ｃ駅間が運行停止となっているために、各駅において、目的駅に到達できない旅客（滞留旅客）が存在する。例えば、Ａ駅では、「４０人」の旅客（乗車希望旅客）が発生し、この「４０人」の旅客（乗車希望旅客）のうち、Ｂ駅を目的駅とする「２０人」の旅客は、目的駅であるＢ駅へ移動する。また、Ｂ〜Ｃ駅間が運行停止であるため、Ｃ駅を目的駅とする「２０人」の旅客は、目的駅であるＣ駅に移動できず、出発駅であるＡ駅に滞留する。つまり、Ａ駅の滞留人数は、Ｃ駅を目的駅とする「２０人」となる。
【００３７】
同様に、Ｂ駅には、Ｃ駅を目的駅とする「２０人」の滞留旅客が存在する。Ｃ駅には、Ａ駅を目的駅とする「２０人」と、Ｂ駅を目的駅とする「２０人」との合計「４０人」の滞留旅客が存在する。
【００３８】
図５の（２）は、次の時間帯２におけるネットワークフローである。各駅では、出現旅客と、直前の時間帯１の滞留旅客との合計が旅客（乗車希望旅客）として発生し、これらの発生した旅客（乗車希望旅客）のうち、Ｂ〜Ｃ駅間が運行停止となっているために目的駅に到達できない旅客が滞留旅客となる。
【００３９】
すなわち、Ａ駅には、出現旅客「４０人」と、前時間帯１の滞留旅客「２０人」との合計である「６０人」の旅客（乗車希望旅客）が発生する。そして、この「６０人」の旅客（乗車希望旅客）のうち、Ｂ駅を目的とする「２０人」は目的駅であるＢ駅に移動し、Ｃ駅を目的とする「４０人」がＡ駅の滞留旅客となる。
【００４０】
同様に、Ｂ駅には、出現旅客「４０人」と、前時間帯１の滞留旅客「２０人」との合計である「６０人」の旅客（乗車希望旅客）が発生し、これらの「６０人」の旅客（乗車希望旅客）のうち、Ａ駅を目的駅とする「２０人」がＡ駅に移動し、Ｃ駅を目的駅とする「４０人」が滞留旅客となる。Ｃ駅には、出現旅客「４０人」と、前時間帯１の滞留旅客「４０人」の合計である「８０人」の旅客（乗車希望旅客）が発生し、これらの「８０人」の旅客（乗車希望旅客）の全てが滞留旅客となる。
【００４１】
このように、運行停止の駅間がある場合、出現駅と目的駅との間に運行停止の駅間を含む旅客が滞留旅客として出現駅に滞留し、各駅の滞留人数は時間帯の進行とともに増加する。
【００４２】
図７は、旅客の輸送力超過による滞留の発生を説明する図である。各列車アークには、駅間輸送力が容量として定められる。このため、列車アークのフローが示す駅間を移動する旅客の人数が当該列車アークに定められた駅間輸送力を超えると、超過分の旅客が、滞留旅客として出発駅に滞留する。図７では、各列車アークには、駅間輸送力（容量）として「１００人」が定められている。
【００４３】
Ａ駅には、Ｂ駅を目的駅とする「５０人」と、Ｃ駅を目的駅とする「５０人」との合計「１００人」の乗車希望旅客が存在する。Ｂ駅には、Ａ駅を目的駅とする「６０人」と、Ｃ駅を目的駅とする「８０人」との合計「１４０人」の乗車希望旅客が存在する。Ｃ駅には、Ａ駅を目的駅とする「５０人」と、Ｂ駅を目的駅とする「３０人」との合計「８０人」の乗車希望旅客が存在する。
【００４４】
つまり、Ｂ駅からＣ駅までの駅間の移動を希望する旅客には、Ａ駅からＣ駅へ向かう「５０人」と、Ｂ駅からＣ駅へ向かう「８０人」との合計「１３０人」となるが、これは、Ｂ駅からＣ駅までの駅間の「輸送力」である「１００人」に対して「３０人」の超過となる。この輸送力に対して超過となる「３０人」の旅客は、出発駅での滞留旅客となる。
【００４５】
図７に示す例では、Ａ駅では、Ｃ駅を目的駅とする「１０人」が滞留旅客にされ、Ｂ駅では、Ｃ駅を目的駅とする「２０人」が滞留旅客にされた。そして、ＢからＣ駅までの駅間の移動を希望する旅客は、Ａ駅からＣ駅に向かう「４０人」と、Ｂ駅からＣ駅に向かう「６０人」との合計「１００人」となり、輸送力である「１００人」に等しい。
【００４６】
下り線についても同様に、Ｂ駅からＡ駅までの駅間の移動を希望する旅客は、Ｃ駅からＡ駅に向かう「５０人」と、Ｂ駅からＡ駅に向かう「６０人」との合計「１１０人」である。しかし、これらの「１１０人」の旅客のうち、Ｂ駅からＡ駅までの駅間の輸送力である「１００人」に対して超過となる「１０人」が、出発駅での滞留旅客となる。図７に示す例では、Ｃ駅では、Ａ駅を目的駅とする「５人」が滞留旅客にされ、Ｂ駅では、Ａ駅を目的駅とする「５人」が滞留旅客とされた。
【００４７】
なお、図７における輸送力を超過する旅客に関する各駅の滞留旅客の人数設定は一例である。本実施形態では、鉄道ネットワークにおける旅客流動は、各駅の滞留旅客の合計を最小とする最適化問題として解くことで求められるため、輸送力を超過する旅客に関する各駅への滞留旅客としての配分は決まってくることになる。勿論、輸送力を超過する旅客についての各駅への滞留旅客の配分を、各駅での乗車希望旅客に応じた傾斜配分とする、等の他の配分方法としてもよい。
【００４８】
このように、駅間の移動旅客が輸送力を超える場合、輸送力を超過した人数の旅客が「滞留旅客」として出現駅に滞留する。
【００４９】
（Ｅ）構内移動可能人数の変化
続いて、滞留旅客による運行停止の発生について説明する。先ず、駅移動アークには、構内移動可能人数が容量として定められる。そして、この駅移動アークのフローが示す当該駅の降車人数が、当該駅移動アークに定められた構内移動可能人数を超えると、次の時間帯において運行停止が発生する。
【００５０】
構内移動可能人数は、直前の時間帯の当該駅の滞留人数によって決まり、例えば、図８に示すような関係とする。構内移動可能人数は、滞留人数がゼロのときに最大（図８では、２００人））であり、滞留人数が所定人数（図８では、４０人）を超えると、滞留人数の増加に伴って減少する。そして、滞留人数が所定人数（図８では、２００人）以上では、構内移動可能人数はゼロとなる。
【００５１】
図９は、滞留人数による構内移動可能人数の変化を説明する図である、図９では、Ｂ〜Ｃ駅間が運行停止の場合を示している。また、滞留人数と構内移動可能人数の関係は、図８の例を採用するとする。
【００５２】
図９の（１）は、時間帯１におけるネットワークフローである。このときのＡ駅の滞留人数は「８０人」、構内移動可能人数は「２００人」である。Ｂ駅の滞留人数は「８０人」、構内移動可能人数は「２００人」である。Ｃ駅の滞留の人数は「１６０人」、構内移動可能人数は「５０人」である。
【００５３】
図９の（２）は、次の時間帯２におけるネットワークフローである。各駅の構内移動可能人数（駅移動アークの容量）は、当該駅の直前の時間帯１の滞留人数によって決まる。すなわち、Ａ駅の構内移動可能人数は、直前の時間帯１の滞留人数「８０人」によって決まり、「１５０人」となる。Ｂ駅の構内移動可能人数は、直前の時間帯１の滞留人数「８０人」によって決まり、「１５０人」となる。Ｃ駅の構内移動可能人数は、直前の時間帯１の滞留人数「１６０人」によって決まり、「５０人」となる。このように、駅間の運休停止がある場合、駅の滞留人数は増加するため、移動可能人数は減少する。
【００５４】
（Ｆ）滞留過多による運行停止
そして、駅の降車人数が構内移動可能人数を超えると、滞留過多となり、当該駅とその両隣の駅間の運行が停止する。図１０は、滞留過多による駅間の運行停止を説明する図である。図１０では、Ｂ〜Ｃ駅間が運行停止の場合を示している。
【００５５】
図１０の（１）は、時間帯１におけるネットワークフローである。Ａ駅の構内移動可能人数は「１００人」、降車人数は「６０人」であり、降車人数は構内移動可能人数を超えていない。Ｂ駅の構内移動可能人数は「１５０人」、降車人数は「２０人」であり、降車人数は構内移動可能人数を超えていない。
【００５６】
図１０の（２）は、次の時間帯２におけるネットワークフローである。直前の時間帯１の滞留人数の影響でＡ駅の構内移動可能人数は「５０人」となる一方、この時間帯の降車人数は「６０人」となった。つまり、降車人数が構内移動可能人数を超えており、滞留過多が発生した状態となる。すると、次の時間帯３において、Ａ駅とその隣駅であるＢ駅との間が運行停止となる。
【００５７】
図１１の（３）は、その次の時間帯３におけるネットワークフローである。直前の時間帯２において、Ａ駅の降車人数が構内移動可能人数を超えたことから、Ａ〜Ｂ駅間が運行停止となっている。Ａ〜Ｂ駅間が運行停止となっていることから、Ａ駅の降車人数は「０人」となる。つまり、降車人数は、構内移動可能人数を超えない。このため、次の時間帯４（図１１の（４））で、Ａ〜Ｂ駅間の運行停止が解除される。
【００５８】
図１１の（４）は、その次の時間帯４におけるネットワークフローである。Ａ〜Ｂ駅間の運行停止の解除によって、Ａ駅の降車人数が増加して「１２０人」となる。他方、直前の時間帯３の滞留人数の影響で構内移動可能人数は「２５人」となっている。降車人数が構内移動可能人数を超えているので、Ａ駅において、再度、滞留過多が発生し、次の時間帯５で、Ａ〜Ｂ駅間の運行停止が、再度、発生する。
【００５９】
このように、滞留過多による駅間の運行停止が発生すると、駅間の運行停止及びその解除が繰り返し発生する。
【００６０】
（Ｇ）入場規制
駅間が運行停止となった場合、滞留人数の増加を抑止するため、出現旅客を制限する「入場規制」を行うことができる。図１２は、入場規制を説明する図である。図１２では、Ｂ〜Ｃ駅間が運行停止の場合を示している。
【００６１】
図１２の（１）は、時間帯１におけるネットワークフローである。Ａ駅の構内移動可能人数は「２０人」、降車人数は「４０人」である。つまり、降車人数が構内移動可能人数を超えており、次の時間帯２において、Ａ〜Ｂ駅間の運行が停止する。
【００６２】
図１２の（２）は、次の時間帯２におけるネットワークフローである。直前の時間帯１において、降車人数が構内移動可能人数を超えたことによって、Ａ〜Ｂ駅間の運行が停止している。滞留過多による駅間の運行停止が発生した時間帯において、当該駅に対する入場規制を行う。入場規制は、出現旅客を「０人」とすることで定義する。つまり、乗車希望旅客は、直前の時間帯の滞留旅客のみとなる。
【００６３】
駅間の運行停止が発生すると、出現旅客の一部が滞留旅客となることで、時間経過とともに滞留旅客が増加するが、運行停止が発生した時間帯に入場規制を行うことで、乗車希望旅客の増加を抑制することができる。入場規制を行うことで、駅間の運行停止が発生するか否か、各駅の滞留旅客がどのように変化するか、等の旅客流動の変化をシミュレーションすることができる。
【００６４】
［機能構成］
図１３は、旅客流動シミュレーション装置１の機能構成図である。旅客流動シミュレーション装置１は、機能的には、入力部１２と、表示部１４と、通信部１６と、処理部２０と、記憶部３０とを備えて構成されるコンピュータである。
【００６５】
入力部１２は、例えばキーボードやマウス、タッチパネル、各種スイッチ等で実現される入力装置であり、操作入力に応じた入力信号を処理部２０に出力する。
【００６６】
表示部１４は、例えばＬＣＤやＥＬＤ等で実現される表示装置であり、処理部２０からの表示信号に基づく各種画面表示を行う。
【００６７】
通信部１６は、例えば無線通信モジュール、ルータ、モデム、有線用の通信ケーブルのジャックや制御回路で実現される通信装置であり、外部機器との間でデータ通信を行う。
【００６８】
処理部２０は、例えばＣＰＵ等の演算装置で実現され、記憶部３０に記憶されたプログラムやデータ、入力部１２からの入力データ等に基づいて、旅客流動シミュレーション装置１を構成する各部への指示やデータ転送を行い、旅客流動シミュレーションプログラム３２に従った旅客流動推定処理（図１７参照）を行う。
【００６９】
旅客流動推定処理では、対象期間（例えば、１日）を所定の単位時間（例えば、１時間）で区切った時間帯を単位とした旅客流動の推定を繰り返し行うことで、対象期間の旅客流動を推定する。各時間帯における旅客流動の推定は、次のように行う。
【００７０】
すなわち、各駅について、直前の時間帯の滞留旅客の人数をもとに構内移動可能人数を決定する。ここで、滞留人数と構内移動可能人数との関係（図８参照）は、構内移動可能人数設定データ４０として定められている。また、直前の時間帯の滞留過多の発生有無に応じて、駅間の運行停止を設定する。すなわち、滞留過多が発生した駅とその両隣の駅との駅間を運行停止とする。
【００７１】
また、各駅間の輸送力を決定する。すなわち、運行停止の駅間は輸送力をゼロとし、それ以外の駅間については、駅間輸送力データ３８で定められる輸送力とする。
【００７２】
図１４は、駅間輸送力データ３８のデータ構成の一例を示す図である。駅間輸送力データ３８は、上り／下りの方向それぞれについて、駅間それぞれに、時間帯毎の輸送力を対応付けて格納している。
【００７３】
また、各駅の乗車希望旅客の人数を決定する。すなわち、出現旅客ＯＤデータ３６で定められる出現旅客の人数と、直前の時間帯の滞留旅客との合計を、乗車希望旅客の人数とする。このとき、入場規制が設定されている駅については、直前の時間帯の滞留旅客の人数を、乗車希望旅客の人数とする。
【００７４】
図１５は、出現旅客ＯＤデータ３６のデータ構成の一例を示す図である。出現旅客ＯＤデータ３６は、時間帯毎に生成され、発生駅と目的駅との組み合わせ（ＯＤ）毎に、出現旅客の人数を格納している。
【００７５】
次いで、対象の鉄道網をモデル化した鉄道ネットワークのネットワークフローを求めることで、対象の時間帯における旅客流動を算出する。そして、算出したネットワークフローから、各駅の滞留人数を算出して滞留旅客ＯＤを求める。
【００７６】
ここで、対象の鉄道網に対応する鉄道ネットワーク（図２参照）に関しては、鉄道ネットワーク構成データ３４として記憶されている。すなわち、鉄道ネットワークデータ３４は、鉄道ネットワークを構成するノードの数や種類、これらのノードを繋ぐアークを定義したデータである。
【００７７】
また、各駅について、降車人数と構内移動可能人数とを比較し、当該駅の滞留過多の発生有無を判断する。すなわち、降車人数が構内移動可能人数を超えたならば滞留過多の発生有りと判断し、降車人数が構内移動可能人数以下ならば滞留過多の発生無しと判断する。
【００７８】
時間帯それぞれの算出結果は、実績データ４２として記憶される。図１６は、実績データ４２のデータ構成の一例を示す図である。実績データ４２は、時間帯４３毎に生成され、入場規制データ４４と、運行停止駅間データ４５と、構内移動可能人数データ４６と、実績輸送力データ４７と、乗車希望旅客ＯＤデータ４８と、滞留旅客ＯＤデータ４９と、滞留過多発生データ５０とを格納している。
【００７９】
入場規制データ４４は、駅それぞれに、入場規制の有無を対応付けて格納している。運行停止駅間データ４５は、駅間それぞれに、運行停止の有無を対応付けて格納している。構内移動可能人数データ４６は、駅それぞれに、構内移動可能人数を対応付けて格納している。実績輸送力データ４７は、駅間それぞれに、実績の輸送力を対応付けて格納している。乗車希望旅客ＯＤデータ４８は、出現駅と目的駅との組み合わせ毎に乗車希望旅客の人数を格納している。滞留旅客ＯＤデータ４９は、出現駅と目的駅との組み合わせ毎に、滞留旅客の人数を格納している。滞留過多発生データ５０は、駅それぞれに、滞留過多の発生有無を対応付けて格納している。
【００８０】
記憶部３０は、処理部２０が旅客流動シミュレーション装置１を統合的に制御するための諸機能を実現するためのシステムプログラムや、本実施形態を実現するためのプログラムやデータ等を記憶するとともに、処理部２０の作業領域として用いられ、処理部２０が各種プログラムに従って実行した演算結果や、入力部１２からの入力データが一時的に格納される。本実施形態では、記憶部３０には、旅客流動シミュレーションプログラム３２と、鉄道ネットワーク構成データ３４と、出現旅客ＯＤデータ３６と、駅間輸送力データ３８と、構内移動可能人数設定データ４０と、実績データ４２とが記憶される。
【００８１】
［処理の流れ］
図１７は、旅客流動シミュレーションプログラム３２を実行することで実現される旅客流動推定処理の流れを説明するフローチャートである。先ず、対象の鉄道網の各駅について、滞留人数を所定人数（例えば、０人）に初期設定する（ステップＳ１）。また、例えば入力指示に従って、運行停止とする駅間（支障駅間）の初期設定を行う（ステップＳ３）。
【００８２】
そして、時間帯を時間順に対象としたループＡの処理を行う。ループＡでは、先ず、例えば入力指示に従って支障駅間の運行停止を解除するか否かを判断し、解除するならば（ステップＳ５：ＹＥＳ）、指定された支障駅間の運行停止を解除する（ステップＳ７）。また、直前の時間帯の滞留過多の発生有無をもとに、運行停止とする駅間を設定する（ステップＳ９）。すなわち、直前の時間帯において滞留過多が発生した駅とその両駅間の駅間を運行停止とする。
【００８３】
次いで、各駅を対象としたループＢの処理を行う。ループＢでは、例えば入力指示に従って、対象駅の入場規制を行うか否かを決定する。そして、入場規制を行うならば（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、対象駅の直前の時間帯の滞留旅客ＯＤを、対象時間帯の乗車希望旅客ＯＤとする（ステップＳ１３）。入場規制を行わないならば（ステップＳ１１：ＮＯ）、対象時間帯の旅客ＯＤに直前の時間帯の滞留旅客ＯＤを加算して、乗車希望旅客ＯＤとする（ステップＳ１５）。また、直前の時間帯の滞留人数に基づいて、構内移動可能人数を決定する（ステップＳ１７）。
【００８４】
全ての駅を対象としたループＢの処理を終了すると、続いて、駅間の運行停止の設定をもとに、各駅間の実績輸送力を算出する（ステップＳ１９）。すなわち、運行停止を設定した駅間の実績輸送力をゼロとし、それ以外の駅間については、駅間輸送力データ３８で定められる輸送力とする。その後、乗車希望旅客ＯＤ、及び、実績駅間輸送力をもとに、ネットワークフローを算出する（ステップＳ２１）。このネットワークフローの算出は、実績駅間輸送力を上限に、ＯＤ別の移動旅客数を算出する処理である。合計の移動旅客数が最大となるような、換言すると、合計の滞留旅客数（乗車できない旅客数）が最小となるような、最適化問題として算出する。そして、算出したネットワークフローから、各駅の滞留旅客の人数を算出して滞留旅客ＯＤを算出する（ステップＳ２３）。
【００８５】
続いて、各駅を対象としたループＣの処理を行う。ループＣでは、対象駅の降車人数と、構内移動可能人数とを比較することで、滞留過多の発生有無を判定する。すなわち、降車人数が構内移動可能人数を超えるならば（ステップＳ２５：ＹＥＳ）、対象駅の滞留過多の発生を「有り」に設定し（ステップＳ２７）、超えないならば（ステップＳ２５：ＮＯ）、対象駅の滞留過多の発生を「無し」に設定する（ステップＳ２９）。
【００８６】
全ての駅を対象としたループＣの処理を行うと、対象時間帯の演算結果として、運行停止の駅間や、各駅の構内移動可能人数、滞留旅客ＯＤ、滞留旅客ＯＤといった各種データの出力を行う（ステップＳ３１）。そして、全ての時間帯を対象としたループＡの処理を終了すると、旅客流動推定処理を終了する。
【００８７】
［作用効果］
このように、本実施形態によれば、所与の鉄道網における時間帯単位での旅客の流動のシミュレーションとして、駅間の輸送力をゼロとすることで運行停止を設定した上で、各駅の滞留旅客を算出することができる。
【００８８】
すなわち、対象期間を複数の単位時間（例えば、１時間）で区切り、この時間帯単位で旅客流動の算出を行う。すなわち、各時間帯について、「出現旅客」と直前の時間帯の「滞留旅客」との合計「乗車希望旅客」を、定められた「輸送力」を超えないように移動させて旅客流動を算出する。「乗車希望旅客」のうち、目的駅に移動できない旅客は「滞留旅客」として出現駅に留まる。そして、各駅について、降車人数が、滞留人数に応じた「構内移動可能人数」を超えると、次の時間帯において列車の運行停止が発生すると判定する。
【００８９】
これにより、例えば、大規模な（広範囲且つ長時間に亘る）運行停止が発生した場合における各駅の滞留旅客の状況を含めた旅客流動をシミュレーションすることができる。
【００９０】
［変形例］
なお、本発明の適用可能な実施形態は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能なのは勿論である。
【００９１】
（Ａ）駅間の運行停止
滞留過多による駅間の運行停止を、該当する駅間の輸送力を「０人」とするのではなく、所定割合だけ減少させる（例えば、８０％減）としても良い。すなわち、滞留過多の場合には、輸送力が減少する（列車本数が減少する）ことを表わすこととする。このとき、輸送力の減少に「０人」とする場合も含めれば、それが運行停止を表わすことになる。
【００９２】
（Ｂ）滞留過多による運行停止
また、滞留過多が発生した駅とその隣駅との間について運行停止としたが、これ以外の駅間についても運行停止とすることにしてもよい。例えば、当該駅から隣接３駅までを運行停止としてもよい。当該時間帯の長さに応じて、運行停止とする駅間の範囲を可変してもよい。
【００９３】
（Ｃ）入場規制
また、入場規制の実行として、該当する駅の出現旅客人数を「０人」とするのではなく、所定割合だけ減少させる（例えば、８０％減）ことにしても良いし、上限値を設定して上限値以下の人数だけ入場可能とすることにしても良い。
【００９４】
（Ｄ）シミュレーションパターン
また、同一の鉄道網に対するシミュレーションとして、入場規制や支障駅間の復旧を行う時間帯をそれぞれ異ならせた複数のシミュレーションパターンを用意し、それぞれに対する評価を行うことにしても良い。この場合の評価基準としては、例えば、全ての時間帯に関する各駅の滞留旅客の人数の合計を評価値とし、これが最小となるパターンを最良としたり、運行停止が発生した延べ回数を評価値とし、これが最小となるパターンを最良と判断するなどとしてもよい。
【００９５】
図１８は、シミュレーションパターンとそのシミュレーション結果の一例である。何れも、一直線の複線区間であるＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ駅の４駅から構成される鉄道網を対象とし、Ｂ〜Ｃ駅間に支障が発生した場合を想定している。また、出現旅客ＯＤデータ及び駅間輸送力は同じである。そして、パターンＡ〜Ｄは、支障駅間の復旧及び入場規制それぞれの実行有無や行う時間帯を異なるように設定したパターンである。
【００９６】
すなわち、パターンＡは、支障駅間の復旧、及び、入場規制を行わないパターンである。このパターンＡでは、時間経過とともに、滞留旅客の合計人数が増加し続ける結果となった。パターンＢは、時間帯２において支障駅間（図中の×印）の復旧を行うが、入場規制を行わないパターンである。このパターンＢでは、滞留旅客の合計人数の増加及び滞留過多による運行停止（図中の×印の駅間）と、運行再開に伴う滞留旅客の合計人数の減少とを繰り返す結果となった。パターンＣは、時間帯２において支障駅間の復旧を行った後、次の時間帯３において入場規制を行うパターンである。このパターンＣでは、入場規制によって滞留旅客の人数が減少し、これ以降の時間帯において滞留過多による運行停止は発生しない結果となった。パターンＤは、最初の時間帯１において入場規制を行った後、次の時間帯２において支障駅間の復旧を行うパターンである。このパターンＤでは、時間帯２において滞留旅客が発生するが、これ以降の時間帯では滞留旅客が減少し、滞留過多も発生しない結果となった。
【００９７】
そして、これらのパターンＡ〜Ｄの評価基準として、例えば滞留旅客の人数の減少の早さ（運行の安定）とすると、パターンＤが最良と判断できる、
【符号の説明】
【００９８】
１  旅客流動シミュレーション装置
１２  入力部、１４  表示部、１６  通信部
２０  処理部
３０  記憶部
３２  旅客流動シミュレーションプログラム、３４  鉄道ネットワーク構成データ
３６  出現旅客ＯＤデータ、３８  駅間輸送力データ
４０  構内移動可能人数設定データ、４２  実績データ
【図１】
2014166787.tif 000003
【図２】
2014166787.tif 000004
【図３】
2014166787.tif 000005
【図４】
2014166787.tif 000006
【図５】
2014166787.tif 000007
【図６】
2014166787.tif 000008
【図７】
2014166787.tif 000009
【図８】
2014166787.tif 000010
【図９】
2014166787.tif 000011
【図１０】
2014166787.tif 000012
【図１１】
2014166787.tif 000013
【図１２】
2014166787.tif 000014
【図１３】
2014166787.tif 000015
【図１４】
2014166787.tif 000016
【図１５】
2014166787.tif 000017
【図１６】
2014166787.tif 000018
【図１７】
2014166787.tif 000019
【図１８】
2014166787.tif 000020