(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道車両からなる編成が、営業本線から車両基地に入区してから検査・清掃等の作業を終えて再び上記営業本線へ出区するまでの車両基地内ダイヤを作成する車両基地内ダイヤ作成装置において、
車両基地構造情報および営業本線ダイヤ情報を保持する第１の記憶手段と、予め定められた上記作業における作業番線、作業時間に関する作業ルール、および上記入区から出区までの入換における番線、時間に関する入換ルールを保持する第２の記憶手段と、上記第１、第２の記憶手段内の上記車両基地構造情報、上記営業本線ダイヤ情報、上記作業ルールおよび上記入換ルールに基づいて演算処理を行い、上記車両基地内ダイヤを作成する処理手段とを備え、該処理手段が、各編成ごとに、上記営業本線ダイヤ情報から得られる入区・出区時刻および上記作業ルールを満足するように、上記作業を行う作業番線および作業開始・終了時刻を決定して作業計画を決定する作業計画決定手段と、上記入区・出区時刻および上記入換ルールを満足するように、当該編成の入区番線、出区番線、上記入区番線から上記作業番線への第１の転線の開始・終了時刻、および上記作業番線から上記出区番線への第２の転線の開始・終了時刻を決定して入換スジを決定する入換スジ決定手段とを備えたことを特徴とする車両基地内ダイヤ作成装置。
【請求項２】
作業ルールにおいて、作業開始から終了までの作業時間は、編成の種類ごとに定められた標準時間を用いることを特徴とする請求項１記載の車両基地内ダイヤ作成装置。
【請求項３】
車両基地内ダイヤの運用中の作業時間の実績を蓄積し、その実績に基づいて作業ルールの作業時間に用いる標準時間を変更することを特徴とする請求項２に記載の車両基地内ダイヤ作成装置。
【請求項４】
入換ルールにおいて、転線開始から終了までの転線時間は編成の種類ごと、および転線開始番線と転線終了番線との組み合わせによって定められた標準時間を用いることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の車両基地内ダイヤ作成装置。
【請求項５】
作業計画決定手段は、ある編成に対して作業ルールを満足させる作業計画が決定できない場合は、その直前に決定した、当該編成とは異なる他の編成の作業計画を一旦削除し、当該編成に対する作業計画を先に決定するようにしたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の車両基地内ダイヤ作成装置。
【請求項６】
入換スジ決定手段は、ある入換に対して入換ルールを満足させる入換スジが決定できない場合は、その直前に決定した、当該入換スジとは異なる他の入換の入換スジを一旦削除し、当該入換に対する入換スジを先に決定するようにしたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の車両基地内ダイヤ作成装置。
【請求項７】
入換スジ決定手段は、全編成に対して、第１の転線を実施し得る入区時刻から作業開始時刻までの時間および第２の転線を実施し得る作業開始時刻から出区時刻までの時間を算出し、この算出した時間の短い順に、その時間内に実施される転線に対応する入換スジを決定することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の車両基地内ダイヤ作成装置。
【請求項８】
営業本線ダイヤの乱れ等により運用中の車両基地内ダイヤに変更の必要が生じた場合は、保持している営業本線ダイヤ情報内の該当する編成の入区・出区時刻を変更し、その変更をもとに当該編成の作業計画決定および入換スジ決定を行うことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の車両基地内ダイヤ作成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、鉄道の車両基地における車両の清掃、検査等の作業を効率よく行うための作業ダイヤを作成する車両基地内ダイヤ作成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、例えば鉄道におけるサイバネティクス利用国内シンポジウム論文集１９９６年（p167〜p170）に示された従来の車両基地内ダイヤ作成装置による処理手順を示すフローチャートである。
従来装置では、まず入出庫割り当て（ダイヤ作成）を行う全編成に対して、作業の種類等をもとに入出庫割り当ての順序を決定し（Ｓ１）、その順序にしたがって、各編成ごとの本線から車両基地への入区時刻および出区時刻、編成の種類等の入出区情報を取り出す（Ｓ２）。
次に、予め登録している到着番線→作業番線→出発番線のパターン（番線入換パターン）を検索し（Ｓ３）、上記Ｓ２で取り出した入出区情報に合致する番線入換パターンがあれば、そのパターンに基づいて当該編成の入区から出区までの車両基地内ダイヤとして割り当てる（Ｓ４でＹＥＳのとき）。
上記番線入換パターンは車両基地の構造に依存するため、その車両基地において存在するパターンを予め登録しておく必要がある。例えば図７に示すように、２つの留置線と３つの作業線とからなる車両基地であった場合、図８に示すように、１２通りの番線入換パターンが存在する。この番線入換パターンを予め登録しておくのである。そして、すべての編成に対して入出庫割当が終了するまで（Ｓ５でＹＥＳのとき）、上記Ｓ２〜Ｓ４の処理を繰り返すことにより全編成についての車両基地内ダイヤを作成する。
上記Ｓ４で入出区情報に合致する番線入換パターンがない場合は（Ｓ４でＮＯのとき）、例えば予め設定した試行回数限界に達するまで（Ｓ６でＮＯのとき）、上記Ｓ１にもどって入出庫割り当ての順序を変更し、その編成に対して上記Ｓ１〜Ｓ４の処理を繰り返す。試行回数限界を越える場合は（Ｓ６でＹＥＳのとき）、手動により割り付けを行うことになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来のダイヤ作成装置においては、車両基地ごとにその構造に基づいて番線入換パターンを登録しておく必要があり、番線数が多い車両基地ではその番線入換パターンのデータ量が膨大になるといった問題点があった。
また、車両基地内に存在する編成数が番線数よりも多くなる場合には、すでに編成が存在する番線に別の編成を移動させたり、同一番線に存在する複数の編成のうちの一つの編成のみを他の番線に移動させたりする必要が生じる。この場合、編成の併結作業または分解作業を設定する必要があり、番線入換パターンが複雑すぎてその登録が困難となるといった問題点があった。
【０００４】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、車両基地の構造または編成数によらず、作業計画を含む車両基地内ダイヤを効率よく作成できる車両基地内ダイヤ作成装置を得るものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る車両基地内ダイヤ作成装置においては、車両基地構造情報および営業本線ダイヤ情報を保持する第１の記憶手段と、予め定められた上記作業における作業番線、作業時間に関する作業ルール、および上記入区から出区までの入換における番線、時間に関する入換ルールを保持する第２の記憶手段と、上記第１、第２の記憶手段内の上記車両基地構造情報、上記営業本線ダイヤ情報、上記作業ルールおよび上記入換ルールに基づいて演算処理を行い、上記車両基地内ダイヤを作成する処理手段とを備え、該処理手段が、各編成ごとに、上記営業本線ダイヤ情報から得られる入区・出区時刻および上記作業ルールを満足するように、上記作業を行う作業番線および作業開始・終了時刻を決定して作業計画を決定する作業計画決定手段と、上記入区・出区時刻および上記入換ルールを満足するように、当該編成の入区番線、出区番線、上記入区番線から上記作業番線への第１の転線の開始・終了時刻、および上記作業番線から上記出区番線への第２の転線の開始・終了時刻を決定して入換スジを決定する入換スジ決定手段とを備えるものである。
【０００６】
また、作業ルールにおいて、作業開始から終了までの作業時間は、編成の種類ごとに定められた標準時間を用いるものである。
【０００７】
また、車両基地内ダイヤの運用中の作業時間の実績を蓄積し、その実績に基づいて作業ルールの作業時間に用いる標準時間を変更するものである。
【０００８】
また、入換ルールにおいて、転線開始から終了までの転線時間は編成の種類ごと、および転線開始番線と転線終了番線との組み合わせによって定められた標準時間を用いるものである。
【０００９】
また、作業計画決定手段は、ある編成に対して作業ルールを満足させる作業計画が決定できない場合は、その直前に決定した、当該編成とは異なる他の編成の作業計画を一旦削除し、当該編成に対する作業計画を先に決定するものである。
【００１０】
また、入換スジ決定手段は、ある入換に対して入換ルールを満足させる入換スジが決定できない場合は、その直前に決定した、当該入換スジとは異なる他の入換の入換スジを一旦削除し、当該入換に対する入換スジを先に決定するものである。
【００１１】
また、入換スジ決定手段は、全編成に対して、第１の転線を実施し得る入区時刻から作業開始時刻までの時間および第２の転線を実施し得る作業開始時刻から出区時刻までの時間を算出し、この算出した時間の短い順に、その時間内に実施される転線に対応する入換スジを決定するものである。
【００１２】
また、営業本線ダイヤの乱れ等により運用中の車両基地内ダイヤに変更の必要が生じた場合は、保持している営業本線ダイヤ情報内の該当する編成の入区・出区時刻を変更し、その変更をもとに当該編成の作業計画決定および入換スジ決定を行うものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の車両基地内ダイヤ作成装置の機器構成を示す図であり、１はダイヤ作成処理部で、ＣＲＴ２、磁気ディスク装置３、キーボード４、マウス５およびプリンタ装置６が接続されている。
図２は、図１のダイヤ作成処理部１の機能ブロック図である。図において、７は出区が翌日ダイヤ分にまたがる編成に対して、その滞泊番線を決定する滞泊番線決定部、８は作業ルール１１を満足させながら各編成の作業計画を決定する作業計画決定部で、番線決定部８ａ、作業時間決定部８ｂ、および作業チーム決定部８ｃからなる。９は入換ルール１２を満足させながら入区〜作業開始および作業終了〜出区の入換スジを決定する入換スジ決定部で、作成順序決定部９ａ、番線決定部９ｂ、入換時間決定部９ｃ、および運転士決定部９ｄからなる。１０は入換スジ決定部９で提案された入換スジがすでに作成された他の編成の入換スジによって支障があるか否かをチェックする支障チェック部で、支障がある場合は、すでに作成された入換スジをいったん削除し、作成順序を入れ替える。
１３は車両基地内の作業番線、留置番線等の情報を記憶した基地構造情報、１４は営業本線から基地への入区時刻、基地から営業本線への出区時刻、編成の種類等を記憶した本線ダイヤ情報である。また、１５は本装置が作成しようとしている車両基地内ダイヤである。
【００１４】
このように構成された車両基地内ダイヤ作成装置における動作について、図３のフローチャートを参照しながら説明する。
まず、滞泊番線決定部７は、本線への出区時刻が翌日ダイヤ分である編成に対して、その出区時刻をもとに滞泊番線を自動決定する（Ｔ１）。つまり、出区時刻の早いものから順に他の編成が邪魔にならずに出区できるように配置する必要があり、例えば停泊可能な番線数より滞泊編成数の方が多くて、同一番線に複数の編成を滞泊させる場合には、出区時刻の早い方の編成をその番線の本線側に配置させるのである。また、寒冷地では早朝にはポイントが凍結するおそれがあるので、早朝出発する編成はポイント切替なしに出発できる番線に滞泊させるなど、車両基地ごとの制約条件にしたがって滞泊番線が決定される。
【００１５】
次に、作業計画決定部８において車両の検査・清掃等の作業計画を行う（Ｔ２）。作業計画とは、その作業番線と作業開始時刻および作業終了時刻、さらには作業チームを決定することであり、下記のような作業ルール（１）〜（５）を満足させながら行う。
（１）作業番線は編成の種類により定められている。
（２）作業開始時刻は入区時刻以降、作業終了時刻は出区時刻以前である。
（３）作業開始時刻から作業終了時刻までの作業時間は、編成の種類ごとに定        められた標準時間である。
（４）作業毎に作業を行うチームを設定し、作業時間帯はその作業チームの勤        務時間帯であり、そのチームの他の作業と重なってはならない。
作業計画は、入区時刻の早い編成から行うこととするが、上記ルールを満足する作業番線または作業時間が確保できない場合、直前の編成の作業計画を取り消して、順序を入れ換えて先に行う。その後で、先程取り消した編成の作業計画を行う。例えば、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの５つの編成がその順番で入区する場合には、その順番で作業計画を行うが、もしＤの作業が割り付けられない場合にはすでに作成したＣの作業計画を一旦削除し、ＣとＤとの順序を入れ替え、Ａ，Ｂ，Ｄ，Ｃ，Ｅの順で行い、それでもＤの作業が割り付けられない場合には同様にＢの計画を一旦削除して、Ａ，Ｄ，Ｂ，Ｃ，Ｅの順で行う。
【００１６】
続いて、以降Ｔ３〜Ｔ９の処理において、入換スジ決定部９が全編成の全入換スジを作成する。
入換スジ作成とは、本線から入区した編成をある番線（入区番線）に留置し、その後、作業を行うための作業番線に移動させる第１の転線と、作業を終了した編成を本線へ出発するための番線（出区番線）に移動させる第２の転線とを決定することである。図４に示す例では、編成１は、作業番線１において時刻Ｔ１から時刻Ｔ２まで作業ｃが実施されることが決定しており、本線の回送線から留置番線１に入区したあと作業番線１で作業を行い、作業終了後に留置番線２に移動して再び本線へと出区するものである。このとき、留置番線１に入区する入区ａ、留置番線１から作業番線１へ移動させる転線ｂ、および作業番線１から留置番線２への転線ｄの３つのスジが存在し、これを入換スジという。入換スジ決定とは、それぞれ入区ａの入区番線（留置番線１）、転線ｂの開始時刻ｔ１と終了時刻ｔ２、および転線ｄの開始時刻ｔ３と終了時刻ｔ４と出区番線（留置番線２）とを決定することである。なお、出区ｅに関しては、出区時刻が既に決まっており、転線ｄにより出区番線が決定されることにより必然的に一意的に決定されるので、入換スジ作成対象から除外する。
【００１７】
まず、全編成の全ての入換スジに対して、その作成順序を決定する（Ｔ４）。  各編成ごとに［作業開始時刻−入区時刻］と［出区時刻−作業終了時刻］とを計算する。ただし、出区が翌日ダイヤにまたがる編成については、［ダイヤ切替時刻−作業終了時刻］と［出区時刻−ダイヤ切替時刻］とを計算する。ここで、ダイヤ切替時刻とは基地内の１日の作業が終了する時刻を便宜的に決めたものであり、この時刻には滞泊するすべての編成が上記Ｔ１の処理で決定した滞泊番線に存在するとする。入区時刻および出区時刻は営業本線でのダイヤから与えられる。また、作業開始時刻および作業終了時刻は上記Ｔ２の処理で決定されたもので、図４の例では時刻Ｔ１およびＴ２である。
［作業開始時刻−入区時刻］の時間には入区ａと、入区番線から作業番線への転線ｂとの２つの入換スジが対応し、［出区時刻−作業終了時刻］の時間には作業番線から出区番線への転線ｄの入換スジが対応する。
次に、全編成の計算結果を編成に関係なく時間の短いものから順に並べ、その時間に対応する入換を順序づける。
例えば編成１の［作業開始時刻−入区時刻］＜編成２の［作業開始時刻−入区時刻］＜編成２の［出区時刻−作業終了時刻］＜編成１の［出区時刻−作業終了時刻］であれば、編成１の入区ａ、編成１の転線ｂ、編成２の入区ａ、編成２の転線ｂ、編成２の転線ｄ、編成１の転線ｄの順に作成することになる。
【００１８】
次に、すべての入れ換えスジについて作成済みならば（Ｔ４でＹＥＳのとき）、車両基地内ダイヤが完成し、処理を終了する。そうでないならば（Ｔ４でＮＯのとき）、上記Ｔ３で決定した順に、下記の入換ルール（１）および（２）を満足する番線と、下記の入換ルール（３）〜（６）を満足する転線開始時刻および転線終了時刻、さらに入換を行う運転士とを決定する（Ｔ５）。
（１）入換番線は編成の種類により定められている。
（２）複数の編成が入線できる番線においては、他の番線への転線時に同一番        線に存在する他の編成に邪魔されることがないように、転線の順序を決        定する。例えば、同一番線の本線側に編成１と本線逆側に編成２とが存        在する場合、本線側に移動する場合は編成１が先にその番線への転線を        行わなければならない。反対に、本線逆側に移動する場合は編成２が先        にその番線への転線を行わなければならない。また同様に、本線側から        到着する場合は編成２が先、本線逆側から到着する場合は編成１が先に        その番線への転線を行わなければならない。
（３）転線開始から転線終了までの間に他の編成の転線と進路が交差してはな        らない。
（４）転線作業を行う運転士を設定し、転線時間帯はその運転士の勤務時間内        であり、その運転士の他の転線作業と重なってはならない。
（５）入区番線から作業番線への転線（図４のスジｂ）については、転線開始        時刻は入区時刻以降、転線終了時刻は作業開始時刻以前とする。また作        業番線から出区番線への転線（図４のスジｄ）については、転線開始時        刻は作業終了時刻以降、転線終了時刻は出区時刻以前とする。
（６）転線時間（転線開始時刻から転線終了時刻までの時間）は、編成の種類        および転線開始番線と転線終了番線との組み合わせによって定められた        標準時間である。
【００１９】
次に、支障チェック部１０はすでに作成済みの入換スジによって支障が生じないかをチェックする。支障なく上記入換ルールを満たす入換番線および入換時間が提案でき、入換スジを作成できたならば（Ｔ６でＮＯのとき）、Ｔ４にもどり、次に作成すべき入換があれば上記Ｔ５〜Ｔ６を繰り返す。もし入換スジ作成に支障が生じたならば（Ｔ６でＹＥＳのとき）、直前に作成した入換スジを一旦削除し（Ｔ７）、当該入換スジを先に決定し、一旦削除した入換スジに対して他の番線を探す（Ｔ８）。該当する番線があれば（Ｔ８でＮＯのとき）、番線を変更し（Ｔ９）、上記Ｔ４〜Ｔ６において再度作成を試みる。
すべての番線についても上記入換ルールを満足させることができなかった場合は（Ｔ８でＹＥＳのとき）、作業ルールまたは入換ルールを変更せざるを得ず、自動提案による車両基地ダイヤ作成は不能であるので処理を終了する。
【００２０】
以上の入換スジ決定の処理を図５の具体例を用いて説明する。
編成１および編成２の２編成について、それぞれの作業計画ｃ１（作業番線２）およびｃ２（作業番線１）が先に示した図３のＴ２の処理において決定しているものとする。また、編成１の［作業開始時刻−入区時刻］＜編成２の［作業開始時刻−入区時刻］＜編成２の［出区時刻−作業終了時刻］＜編成１の［出区時刻−作業終了時刻］であるとする。
このとき、入換スジは、編成１の入区ａ１→編成１の転線ｂ１→編成２の入区ａ２→編成２の転線ｂ２→編成２の転線ｄ２→編成１の転線ｄ１の順に作成される。もし、転線ｂ２が支障により作成できない場合は、直前に決定した入区ａ２を一旦削除して転線ｂ２を先に決定し、入区ａ２の番線を変更する。それでも転線ｂ２決定に支障がある場合は、同様にその前に決定している転線ｂ１を削除して、編成２の転線ｂ２を先に決定する。
以上により、予め番線入換パターンを用意する必要がなく、保持するデータ量を削減できるとともに、車両基地内ダイヤ作成をルールにしたがって行うので、各車両基地ごとの作業ルールおよび入換ルールを準備するだけで、様々な車両基地の構造、勤務条件、編成本数に容易に対応できる。また、入換の計画作成に支障がある場合は直前の入換と作成順序を入れ換えるだけで再度計画が続行できるので、計画が効率よく行える。
【００２１】
実施の形態２．
なお、営業本線における列車運行に乱れが生じて、車両基地への入区時刻が遅れたり車両基地からの出区時刻を変更する必要が生じる場合がある。この場合、車両基地内ダイヤを変更する必要があるが、その変更される入区時刻および出区時刻に基づいて、上記実施の形態１において計画が支障した場合と同様のルールにしたがって該当部分のみ削除および変更することにより、ダイヤの乱れにも迅速に対応できる。
【００２２】
実施の形態３．
なお、作成した車両基地内ダイヤにしたがって実際行われた作業の実績情報を収集し、作業ルール内の標準作業時間を実績に基づいて変更することにより、同様の処理で、より実際の作業に合致した計画を作成することができる。
【００２３】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
【００２４】
各編成ごとに、作業計画を予め定められた作業ルールを満足させながら決定し、その作業計画を基準として入区〜作業開始および作業終了〜出区の入換スジを予め定められた入換ルールを満足させながら決定するので、保持するデータ量を縮小できるうえに、同一の処理で様々な車両基地構造や編成数に容易に対応できる。
【００２５】
また、作業開始から終了までの作業時間は編成の種類ごとに定められた標準時間を用いるので、編成の種類に対応したさまざまな作業内容を考慮したきめ細かなダイヤ作成が行える。
【００２６】
また、車両基地内ダイヤの運用中の作業時間の実績を蓄積し、その実績に基づいて作業ルールの作業時間に用いる標準時間を標準作業時間を変更するので、実際の動きにより合致する車両基地内ダイヤを作成することができる。
【００２７】
また、転線開始から終了までの転線時間は編成の種類ごと、および転線開始番線と転線終了番線との組み合わせによって定められた標準時間を用いるので、編成の種類やさまざまな基地構造を考慮したきめ細かなダイヤ作成が行える。
【００２８】
また、作業計画決定時に支障がある場合は、その直前に決定した他の編成の作業計画を一旦削除して当該編成の作業計画を先に決定するので、全編成の作業を効率よく割り付けることができる。
【００２９】
また、入換スジ決定時に支障がある場合は、その直前に決定した他の入換スジを一旦削除して当該入換スジを先に決定するので、全入換を効率よく割り付けることができる。
【００３０】
また、全編成に対して、第１の転線および第２の転線を実施しうるそれぞれの時間を算出し、その時間の短い順に、その時間内の転線に対応する入換スジを決定するので、効率よく入換スジが決定できる。
【００３１】
また、営業本線ダイヤの乱れ時には、保持する営業本線ダイヤ情報の当該編成の入区・出区時刻を変更して、その変更をもとに当該編成の作業計画決定および入換スジ決定を行うので、車両基地内ダイヤ運用中にも、実際の動きに応じて迅速に変更できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の車両基地内ダイヤ作成装置の機器構成を示す図である。
【図２】図１のダイヤ作成処理部１の機能構成を示す図である。
【図３】図１のダイヤ作成処理部１の処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】１編成について車両基地内ダイヤの一例を示す図である。
【図５】２編成について車両基地内ダイヤの一例を示す図である。
【図６】従来の車両基地内ダイヤ作成装置による処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】車両基地の構造例を示す図である。
【図８】図７の車両基地における番線入換パターンを示す図である。
【符号の説明】
７  滞泊番線決定部、８  作業計画決定部、９  入換スジ決定部、
１０  支障チェック部、１１  作業ルール、１２  入換ルール、
１３  基地構造情報、１４  本線ダイヤ情報、１５  車両基地内ダイヤ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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