(57)【要約】 【課題】鉄道の車両等の運用計画を自動で作成することができる運用計画作成方法および運用計画作成システムを提供する。【解決手段】本実施形態による運用計画作成方法は、輸送機器の運行ダイヤを構成する複数の行路情報を接続した運用巡回パターンを、演算部において生成する。演算部は、該運用巡回パターン内で隣接する行路情報間において輸送機器が留置場所へ入庫する時刻および該留置場所から出庫する時刻を示す入出庫ペア情報を、前記運用巡回パターンから抽出する。さらに、演算部は、入出庫ペア情報と該輸送機器の留置場所の留置番線情報とに基づいて該輸送機器を留置させる留置番線を割り当てる。【選択図】図１
2018045312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
輸送機器の運行ダイヤを構成する複数の行路情報を接続した運用巡回パターンを、演算部において生成し、
該運用巡回パターン内で隣接する前記行路情報間において前記輸送機器が留置場所へ入庫する時刻および該留置場所から出庫する時刻を示す入出庫ペア情報を、前記演算部が前記運用巡回パターンから抽出し、
前記入出庫ペア情報と該輸送機器の留置場所の留置番線情報とに基づいて前記演算部が該輸送機器を留置させる留置番線を割り当てること、を具備する運用計画作成方法。
【請求項２】
前記入出庫ペア情報のうち前記留置番線の割り当てができないフェイルペア情報がある場合、
前記フェイルペア情報を禁止する制約条件を生成し、
前記制約条件に基づいて、前記運用巡回パターンの生成および前記入出庫ペア情報の生成および前記留置番線の割り当てを再度実行することをさらに具備する、請求項１に記載の運用計画作成方法。
【請求項３】
前記運用巡回パターンの生成において、
前記演算部は、第１行路情報の到着場所を出発場所とする他の行路情報のうち、前記第１行路情報の到着時刻後であってかつ該到着時刻に最も近い出発時刻を有する行路情報を第２行路情報として前記第１行路情報に接続する接続処理を実行し、
前記接続処理を前記複数の行路情報に繰り返し実行して前記複数の行路情報からなる接続ラインを生成し、
前記接続ラインの前記行路情報の前後で到着場所と出発場所が接続しない不連続箇所を相互に接続することで接続ループを生成し、
複数の前記接続ループが生成された場合、該複数の接続ループにおいて共通の出発場所または到着場所を互いに繋ぎ換えることによって単一の前記運用巡回パターンを生成する、請求項１または請求項２に記載の運用計画作成方法。
【請求項４】
前記留置番線の割り当てにおいて、
前記演算部は、同一の留置場所において複数の前記入出庫ペア情報のそれぞれについて留置時間の重複数をカウントする重複カウント処理と、複数の前記入出庫ペア情報のうち前記留置時間の重複数の最も少ない入出庫ペアもしくは前記入出庫ペアの選択可能な前記留置番線の数より前記重複数が少ない入出庫ペアを除く除去処理とを繰り返し実行し、
前記演算部は、前記除去処理において除去された前記入出庫ペア情報の順番と逆の順番で前記留置番線を割り当てる、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の運用計画作成方法。
【請求項５】
前記演算部において、前記運用巡回パターンの巡回周期を前記輸送機器に実施すべき作業の実行周期で割り算し、
前記割り算で得られた数Ｎ（Ｎは２以上の整数）だけの作業計画を、前記運用巡回パターンにおける前記作業の可能な留置場所に設定し、
前記Ｎ個の作業計画の内、第ｋ作業計画（１≦ｋ≦Ｎ）とその前に隣接する第ｋ−１作業計画との間の第１間隔、および、第ｋ作業計画とその後に隣接する次の周期の第ｋ＋１作業計画との間の第２間隔を算出し、第１間隔と第２間隔との時間差が小さくなるように第１〜第Ｎ作業計画のいずれかの設定を変更する作業計画調整を実行する、ことをさらに具備する、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の運用計画作成方法。
【請求項６】
輸送機器の運行ダイヤを構成する複数の行路情報、および、前記輸送機器の留置場所の留置番線情報を格納する記憶部と、
前記複数の行路情報を接続した運用巡回パターンを生成し、該運用巡回パターン内で隣接する前記行路情報間において前記輸送機器が留置場所へ入庫する時刻および該留置場所から出庫する時刻を示す入出庫ペア情報を前記運用巡回パターンから抽出し、前記入出庫ペア情報と前記留置番線情報とに基づいて該輸送機器を留置させる留置番線を割り当てる演算部と、を備えた運用計画作成システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明による実施形態は、運用計画作成方法および運用計画作成システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から鉄道、バス、航空機等の予め運行ダイヤの決まっている輸送機器における車両等の運用計画は人手によって作成されていた。初期段階の運用計画は、まず基準となる基本車両運用計画を作成し、それを基に日々の各計画を得るというものである。基本車両運用計画は運用巡回パターンおよび構内巡回パターンで構成され、様々な制約条件を考慮しながら、少ない車両数や乗務員数で運用することができるように決定される。運用巡回パターンは、車両等の運用開始場所（およびその時刻）と運用終了場所（およびその時刻）との周期的な繰り返しを示すパターンである。また、構内巡回パターンは、車両を構内へ留置するときの入庫場所（およびその時刻）と出庫場所（およびその時刻）との周期的な繰り返しを示すパターンである。
【０００３】
運用巡回パターンを作成するためには、運用開始時における車両の留置場所・出庫時刻、並びに、運用終了時における車両の留置場所・入庫時刻等を考慮する必要があるため、構内巡回パターンの情報が必要となる。一方、構内巡回パターンを作成するためには、車両の運行開始場所・出発時刻や運行終了場所・到着時刻等を考慮する必要があるため、運用巡回パターンの情報が必要となる。このように、運用巡回パターンと構内巡回パターンとは相互に密接に関係している。従って、運用計画の立案者は、運用巡回パターンおよび構内巡回パターンの両方の調整を繰り返しながら矛盾の無い運用計画を策定していた。
【０００４】
しかし、近年、運用計画の立案者の養成が困難になってきており、運用計画の立案作業を自動化することが所望されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−３１５３０８号公報
【特許文献２】特許第３９２８２６８号公報
【特許文献３】特許第５０７５５７７号公報
【特許文献４】特許第３５４０６４２号公報
【特許文献５】特許第４２４１５８４号公報
【特許文献６】特許第４８９４０３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
鉄道、バス、航空機等の予め運行ダイヤの決まっている輸送機器の運用計画を自動で作成することができる運用計画作成方法および運用計画作成システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本実施形態による運用計画作成方法は、輸送機器の運行ダイヤを構成する複数の行路情報を接続した運用巡回パターンを、演算部において生成する。演算部は、該運用巡回パターン内で隣接する行路情報間において輸送機器が留置場所へ入庫する時刻および該留置場所から出庫する時刻を示す入出庫ペア情報を、前記運用巡回パターンから抽出する。さらに、演算部は、入出庫ペア情報と該輸送機器の留置場所の留置番線情報とに基づいて該輸送機器を留置させる留置番線を割り当てる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態による運用計画作成システム１の構成例を示すブロック図。
【図２】本実施形態によるシステム１の動作例を示すフロー図。
【図３】本実施形態によるシステム１の動作例を示す概念図。
【図４】図３（Ｂ）の運用巡回パターンに基づいた車両の運用計画の一例を示す図。
【図５】本実施形態による運用巡回パターンの生成アルゴリズムを示すフロー図。
【図６】本実施形態による運用巡回パターンの生成アルゴリズムを示す概念図。
【図７】本実施形態による作業計画の設定アルゴリズムを示すフロー図。
【図８】本実施形態による作業計画の設定アルゴリズムを示す概念図。
【図９】本実施形態による留置番線の割当てアルゴリズムを示すフロー図。
【図１０】本実施形態による留置番線の割当て設定アルゴリズムを示す概念図。
【図１１】本実施形態による留置番線の割当て設定アルゴリズムを示す概念図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。
【００１０】
図１は、本実施形態による運用計画作成システム１の構成例を示すブロック図である。運用計画作成システム１は、鉄道、バス、航空機等の予め運行ダイヤの決まっている輸送機器の運行計画や乗務員の業務計画を作成するシステムである。以下、一例として、運用計画作成システム１は、鉄道の車両の運行計画を作成するシステムとして説明する。
【００１１】
運用計画作成システム１は、車両の運用巡回パターンおよび構内巡回パターンを矛盾の無いように自動で策定し決定する。運用巡回パターンは、車両等の運用開始場所（およびその時刻）と運用終了場所（およびその時刻）との周期的な繰り返しを示すパターンであり、周期的に繰り返し可能な車両の一連の運用パターンを示す。構内巡回パターンは、車両を構内へ留置するときの入庫場所（およびその時刻）と出庫場所（およびその時刻）との周期的な繰り返しを示すパターンであり、周期的に繰り返し可能な車両の留置パターンを示している。構内巡回パターンは、運用巡回パターンに対してほぼ相補のパターンとなる。
【００１２】
運用計画作成システム１（以下、単にシステム１ともいう）は、車両の運用巡回パターンおよび構内巡回パターンを作成するために、データベース１０と、演算部２０とを備えている。
【００１３】
記憶部としてのデータベース１０は、運行ダイヤ１１と、作業データ１２と、探索パラメータ１３と、留置番線データ１４とを情報として格納している。
【００１４】
運行ダイヤ１１は、発着駅および発着時刻を示し、複数の行路情報を含んでいる。行路情報（以下、箱ダイヤとも言う）は、それぞれ、或る車両の始発駅から終着駅までの一連の運用を、それらの時刻とともに示した車両運用の最小単位である。運行ダイヤ１１は、多数の箱ダイヤによって構成されている。
【００１５】
作業データ１２は、例えば、車両の清掃や検査等のように周期的に実施しなければならない作業の情報である。車両の清掃や検査等（以下、単に作業ともいう）の一部の実施周期は法令で定められている。このため、作業は目標とする実施周期に近い日間隔で実施しなければならない。一方、作業を頻繁に実施することはコスト高に繋がるため、作業の実施周期は、法令で定められているものについては、法令の周期以内であってかつ可及的に法令の周期に近い周期であることが好ましく、そうでないものについても、なるべく目標とする周期で実施することが要求される。また、作業の実施可能な留置場所（駅）は限られる。
【００１６】
探索パラメータ１３は、例えば、後述するタブー探索（タブーサーチ）法を行う際に用いられるパラメータである。本実施形態では、タブー探索法を用いることによって、作業計画の作成が容易化されている。
【００１７】
留置番線データ１４は、車両の留置場所およびその留置場所にある留置番線とその相互の接続構造を示すデータである。システム１は、留置番線データ１４に基づいて運用計画に矛盾があるか否かを判断することができる。運用計画のより詳細な修正方法については後で説明する。
【００１８】
演算部２０は、運用巡回パターン生成部３０と、構内巡回パターン生成部４０とを含む。運用巡回パターン生成部３０および構内巡回パターン生成部４０は、１つの演算装置（例えば、ＣＰＵ等）で構成されていてもよく、それぞれ別個の演算装置として構成されていてもよい。
【００１９】
運用巡回パターン生成部３０は、制約抽出部３１と、運用巡回パターン候補生成部３２と、記憶部３３とを備えている。制約抽出部３１は、構内巡回パターン生成部４０の記憶部４３に格納されている制約条件を抽出する。制約条件は、例えば、運用計画の矛盾を解決するためにユーザまたはシステム１によって禁止された入出庫ペア情報等である。
【００２０】
運用巡回パターン候補生成部３２は、運行ダイヤ情報に基づいて運用巡回パターンを生成する。運用巡回パターンは、入出庫場所、入出庫時刻において、前後の箱ダイヤと矛盾がないように複数の箱ダイヤを接続することによって生成される。運用巡回パターンの生成手法については後で説明する。
【００２１】
記憶部３３は、運用巡回パターン候補生成部３２で生成された運用巡回パターンを格納する。このとき運用巡回パターンは、未だ確定されておらず、構内巡回パターンによって新たに制約条件が発生した場合にその制約条件を考慮して再度生成（修正）される。即ち、運用巡回パターンは、１つの候補として記憶部３３に格納され、その後、構内巡回パターンに矛盾が生じず制約条件が発生しなくなった場合に確定する。
【００２２】
構内巡回パターン生成部４０は、入出庫ペア抽出部４１と、留置番線割当部４２と、記憶部４３とを備えている。入出庫ペア抽出部４１は、記憶部３３に格納された運用巡回パターンに基づいて入出庫ペア情報を抽出する。例えば、入出庫ペア情報は、運用巡回パターン内で隣接する箱ダイヤ間において、車両が留置場所へ入庫する時刻およびその留置場所から出庫する時刻を示す情報である。
【００２３】
留置番線割当部４２は、入出庫ペア情報と留置場所の留置番線データ１４とに基づいて車両を留置させる留置番線を入出庫ペア情報に割り当てる。このとき、上述のように、留置番線の割り当てに矛盾が生じる場合には、留置番線割当部４２は、その矛盾の原因となる入出庫ペア情報を禁止する制約条件を生成する。このような場合、該入出庫ペア情報あるいはその留置場所に既に割り当てられた他の入出庫ペア情報のいずれかを禁止するように制約条件が生成される。この制約条件は、記憶部４３に格納される。
【００２４】
記憶部４３は、運用巡回パターンに基づいて抽出された入出庫ペア情報および留置番線等を格納する。入出庫ペア情報および留置番線等は、構内巡回パターンとなる。このとき構内巡回パターンも未だ確定されておらず、１つの候補として記憶部４３に格納される。その後、制約条件を考慮して再度生成された運用巡回パターンから入出庫ペア情報および留置番線等を抽出し、これらの入出庫ペア情報および留置番線等に矛盾が生じなくなった場合に構内巡回パターンは確定する。
【００２５】
演算部２０は、新たな制約条件が発生しなくなるまで、運用巡回パターンの生成と構内巡回パターンの生成とを繰り返し実行する。本繰り返し実行において、構内巡回パターン生成部４０の処理と運用巡回パターン生成部３０の操作の切り替えタイミングや繰り返しの打ち切りは、ＧＵＩ５０からユーザがコントロールする場合もあり得る。また、繰り返し実行を行わない場合もあり得る。これにより、システム１は、矛盾の無い運用巡回パターンおよび構内巡回パターンを自動で生成することができる。
【００２６】
ＧＵＩ（Graphical User Interface）５０は、操作部５１と、表示部５２とを備えている。ＧＵＩ５０は、ネットワーク６０を介してシステム１と接続されている。例えば、ＧＵＩ５０は、ユーザ端末である。ユーザは、ＧＵＩ５０を操作し、ネットワーク６０を介してシステム１から運用計画を得ることができる。ネットワーク６０は、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ(Wide Area Network)等でよい。なお、演算部２０とＧＵＩ５０は同じ計算機上で動作する場合も、データベース１０と演算部２０がネットワークを介して接続されている場合もあり、本発明では機器間のネットワーク構成は特に限定しない。
【００２７】
操作部５１は、ユーザが制約条件等を入力可能とする機器であり、例えば、キーボードやタッチパネル等でよい。表示部５２は、記憶部３３、４３に格納された運用巡回パターンや構内巡回パターンを表示可能なディスプレイでよい。操作部５１および表示部５２は、タッチパネルとして一体に構成されていてもよい。
【００２８】
ユーザは、ＧＵＩ５０を用いて運用巡回パターンの箱ダイヤの順番の並び替え等の修正を任意に行うことができる。さらに、ユーザは、ＧＵＩ５０を用いて、修正後の運用巡回パターンを構内巡回パターン生成部４０へ任意のタイミングで転送することができる。さらに、ユーザは、ＧＵＩ５０を用いて、構内巡回パターンに対し留置番線の指定、入出庫ペアの固定、入出庫ペアの禁止等の制約条件を任意に設定することができる。さらに、ユーザは、ＧＵＩ５０を用いて、これらの制約条件を運用巡回パターン生成部３０へ任意のタイミングで転送することができる。
【００２９】
次に、システム１の動作を説明する。
【００３０】
図２は、本実施形態によるシステム１の動作例を示すフロー図である。図３（Ａ）〜図３（Ｅ）は、本実施形態によるシステム１の動作例を示す概念図である。
【００３１】
まず、演算部２０は、データベース１０から運行ダイヤ、作業データ、探索パラメータ、留置番線データ等の初期情報を得る（Ｓ１０）。制約条件が既に設定されている場合には、演算部２０は、制約条件も得る。これらの情報は、予めデータベース１０に格納されていてもよく。あるいは、ユーザがＧＵＩ５０を用いてこれらの情報を入力してもよい。
【００３２】
例えば、図３（Ａ）は、運行ダイヤを構成する箱ダイヤＬ１〜Ｌ７を示す。図３（Ａ）には、７つの箱ダイヤＬ１〜Ｌ７が示されている。これらの箱ダイヤＬ１〜Ｌ７は、互いに関連することなく、独立した情報としてデータベース１０に格納されている。勿論、データベース１０に格納されている箱ダイヤの数は、特に限定せず、７より多くてもよい。
【００３３】
各箱ダイヤＬ１〜Ｌ７は、出発駅（始発駅）ＩＤ、到着駅（終点駅）ＩＤ、始発駅からの出発時刻、終点駅への到着時刻の情報を少なくとも含む。図３（Ａ）では、車両は、矢印方向に運用されるものとする。各矢印の左側に出発駅ＩＤ（例えば、ＡまたはＢ）および出発時刻が表示されている。各矢印の右側に到着駅ＩＤ（例えば、ＡまたはＢ）と到着時刻が表示されている。出発駅と到着駅との間には、単数または複数の停車駅があってもよい。尚、図３（Ａ）では、車両の留置可能な駅はＡ、Ｂの二か所だけである。また、駅Ａが作業可能な留置場所であり、駅Ｂは作業不可能な駅であるとする。尚、留置駅の数は、特に限定せず、３つ以上であってもよい。
【００３４】
次に、運用巡回パターン生成部３０は、箱ダイヤＬ１〜Ｌ７に基づいて運用巡回パターンを自動で生成する（Ｓ２０）。例えば、図３（Ｂ）に示すように、図３（Ａ）の箱ダイヤＬ１〜Ｌ７において、或る第１行路情報としての箱ダイヤＬ１の到着場所Ａを出発場所とする他の箱ダイヤＬ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ７のうち、箱ダイヤＬ１の到着時刻１５：００の後であって、かつ、該到着時刻１５：００に最も近い出発時刻を有する箱ダイヤＬ４を第２行路情報として箱ダイヤＬ１に接続する。次に、箱ダイヤＬ４の到着場所Ａを出発場所とする他の箱ダイヤＬ２、Ｌ３、Ｌ７のうち、箱ダイヤＬ４の到着時刻２３：００の後であって、かつ、該到着時刻２３：００に最も近い出発時刻を有する箱ダイヤＬ２を第３行路情報として箱ダイヤＬ４に接続する。次に、箱ダイヤＬ２の到着場所Ｂを出発場所とする他の箱ダイヤＬ５、Ｌ６のうち、箱ダイヤＬ２の到着時刻４：００の後であって、かつ、該到着時刻４：００に最も近い出発時刻を有する箱ダイヤＬ６を第４行路情報として箱ダイヤＬ２に接続する。このような操作で生成した運用巡回パターンの初期解は、場所が接続しない実行不可能な巡回計画となることが多いが、後に記載する運用巡回パターンの修復処理を繰り返すことによって、図３（Ｂ）に示す運用巡回パターンが生成される。この運用巡回パターンにおいて、複数の箱ダイヤＬ１〜Ｌ７は、各々の前後に隣接する他の箱ダイヤと留置場所において一致し、かつ、運用の巡回周期が最短となるように接続される。例えば、図３（Ｂ）の運用巡回パターンは、４日の周期で巡回する。
【００３５】
このように、運用巡回パターンの巡回周期を短くすることによって、車両の稼働率を上昇させ、運用に必要な車両数を低減させることができる。これにより、設備や運用に必要なコストを低減させることができる。
【００３６】
例えば、図４は、図３（Ｂ）の運用巡回パターンに基づいた車両の運用計画の一例を示す図である。運用巡回パターンの周期日数（例えば、４日）と同数の車両（例えば、４両）を用意し、その車両を１日ずつ周期的に巡回させながら運用する。尚、この時点で運用巡回パターンは１つの候補として生成されているが、車両の運用計画を説明するために、運用巡回パターンに車両を割当した例を示している。例えば、図４の各行を参照すると、車両１〜車両４は、それぞれ図３（Ｂ）の運用巡回パターンに従って周期的に運用されていることが分かる。しかし、車両１〜車両４の運用のパターンは、それぞれ１日ずつずらされている。これにより、１日目Ｄ１〜４日目Ｄ４のそれぞれにおいて、車両１〜車両４が全ての行路Ｌ１〜Ｌ７を走行している。例えば、１日目Ｄ１において、車両１がＬ１、Ｌ４を走行し、車両２がＬ７、Ｌ５を走行し、車両３がＬ６、Ｌ３を走行し、車両４がＬ２を走行する。２日目Ｄ１において、車両１がＬ２を走行し、車両２がＬ１、Ｌ４を走行し、車両３がＬ７、Ｌ５を走行し、車両４がＬ６、Ｌ３を走行する。同様に、３日目Ｌ３および４日目Ｌ４においても、車両１〜車両４が行路Ｌ１〜Ｌ７を全て走行する。このように、車両１〜車両４が毎日、行路Ｌ１〜Ｌ７を全て走行する。１日目Ｄ１〜１日目Ｄ４は、巡回して繰り返し実行される。従って、車両１〜車両４は、毎日、互いに異なる行路を走行するものの、行路Ｌ１〜Ｌ７を同一の順番および同一頻度で走行する。よって、車両１〜車両４の使用頻度、走行距離および消耗等はほぼ均一化され得る。これは、車両の寿命を長期化し、結果的にコストの低減にがる。尚、実際には、車両は、土日祝日、イベント日、年末年始等のように、運用巡回パターンとは異なるパターンで走行する場合があり、図４に示すような平日の基本となる車両の割当計画を修正して利用する。
【００３７】
運用巡回パターンの生成アルゴリズムのより詳細な説明は、図５および図６を参照して後述する。
【００３８】
次に、車両に実施すべき作業計画を運用巡回パターンに設定する（Ｓ３０）。作業計画は、車両の仕業検査、修理、清掃等のように短い周期で実施しなければならない作業の運用巡回パターンに対する割当計画であり、一部は実施法令で定められた作業である。作業の実施可能な留置場所は限られている。作業計画は、これらの作業の実施場所および運用巡回パターン上での日程を含む情報である。運用巡回パターン生成部３０は、運用巡回パターンに作業計画を設定することができるか否かについても確認する。
【００３９】
例えば、図３において、作業の実施可能な留置場所が駅Ａであり、法令で規定された作業の最大周期が２日であるとする。この場合、図３（Ｃ）に示すように、運用巡回パターン生成部３０は、丸印で示された駅Ａにおいて車両に対して作業を設定する。例えば、作業は、１日目Ｄ１と２日目Ｄ２との間の留置期間２３：００〜７：００、および、３日目Ｄ３と４日目Ｄ４との間の留置期間２３：００〜６：００に設定される。即ち、作業は、１日置きに留置場所Ａで実施するように設定される。運用巡回パターンに対する作業計画の設定アルゴリズムのより詳細な説明は、図７および図８を参照して後述する。
【００４０】
作業の実施可能な留置場所に車両があまり滞泊しない場合、規定の周期で作業計画を設定することができないことがある（Ｓ４０のＮＯ）。このような場合、運用巡回パターン生成部３０は、箱ダイヤの入力時の順番をランダムにシャッフルするか、あるいは初期設定あるいはパラメータを変更して（Ｓ５０）、再度、ステップＳ２０〜Ｓ５０を実行する。これにより、運用巡回パターン生成部３０は、運用巡回パターンを再度生成し、その運用巡回パターンに対して作業計画を設定し直す。
【００４１】
ステップＳ２０〜Ｓ５０は、所定値を超えるまで繰り返される（Ｓ６０のＮＯ）。
【００４２】
ステップＳ２０〜Ｓ５０の反復回数が所定値を超えた場合（Ｓ６０のＹＥＳ）、あるいは、規定の周期以下で作業計画を設定することができた場合（Ｓ４０のＹＥＳ）、ユーザは、ＧＵＩ５０を介して、運用巡回パターンおよび作業計画を確認・修正する（Ｓ６５）。表示部５２は、運用巡回パターンおよび作業計画の設定を表示部５２に表示する。また、表示部５２は、作業計画の設定が成功した否かについても表示する。
【００４３】
ユーザは、表示部５２を参照しつつ、運用巡回パターンの箱ダイヤの順番を変更したり、作業計画の設定を調整して、運用巡回パターンを一時的に確定する。さらに、ユーザは、ＧＵＩ５０を介して、構内巡回パターン生成部４０へ運用巡回パターンを任意のタイミングで転送する。尚、作業計画の設定が成功した場合には、ユーザの確認を経ることなく、運用巡回パターン生成部３０は、運用巡回パターンを構内巡回パターン生成部４０へ自動転送してもよい。
【００４４】
次に、入出庫ペア抽出部４１が運用巡回パターンから入出庫ペア情報を抽出する（Ｓ７０）。入出庫ペア情報は、運用巡回パターンにおいて接続された複数の箱ダイヤから自動抽出され得る。例えば、図３（Ｃ）の運用巡回パターンを用いた場合、入出庫ペア抽出部４１は、図３（Ｄ）に示す入出庫ペア情報Ｐ１〜Ｐ７を抽出することができる。入出庫ペア情報Ｐ１は、箱ダイヤＬ１とＬ４との間の留置情報であり、留置場所Ａ、入庫時刻１５：００および出庫時刻１６：００の情報を有する。これは、留置場所Ａに１５：００に入庫し、留置場所Ａを１６：００に出庫することを示す。同様に、入出庫ペア情報Ｐ２は、箱ダイヤＬ４とＬ２との間の留置情報となり、留置場所Ａ、入庫時刻２３：００および出庫時刻７：００の情報を有する。入出庫ペア情報Ｐ３は、箱ダイヤＬ２とＬ６との間の留置情報となり、留置場所Ｂ、入庫時刻４：００および出庫時刻５：００の情報を有する。入出庫ペア情報Ｐ４は、箱ダイヤＬ６とＬ３との間の留置情報となり、留置場所Ａ、入庫時刻１３：００および出庫時刻１４：００の情報を有する。入出庫ペア情報Ｐ５は、箱ダイヤＬ３とＬ７との間の留置情報となり、留置場所Ａ、入庫時刻２３：００および出庫時刻６：００の情報を有する。入出庫ペア情報Ｐ６は、箱ダイヤＬ７とＬ５との間の留置情報となり、留置場所Ｂ、入庫時刻１１：００および出庫時刻１２：００の情報を有する。入出庫ペア情報Ｐ７は、箱ダイヤＬ５とＬ１との間の留置情報となり、留置場所Ａ、入庫時刻６：００および出庫時刻８：００の情報を有する。このように、入出庫ペア情報Ｐ１〜Ｐ７が運用巡回パターンから抽出される。
【００４５】
また、作業は、特定の留置場所の特定の番線で実施される。従って、作業計画が設定されている場合には、入出庫ペア情報Ｐ１〜Ｐ７は、作業計画の設定の有無の情報も含む必要がある。
【００４６】
次に、留置番線割当部４２が、入出庫ペア情報と留置場所Ａの留置番線情報とに基づいて留置番線を入出庫ペア情報に割り当てる（Ｓ８０）。入出庫ペア情報は、入庫時刻と出庫時刻とのペアで示される留置期間に車両を留置させる場所（留置番線）をそれぞれ必要とする。従って、留置番線割当部４２は、留置番線を入出庫ペア情報に割り当てる。例えば、図３（Ｅ）に示す例では、駅Ａは２つの留置番線を有し、駅Ｂは１つの留置番線を有する。駅Ａにおいて、入出庫ペア情報Ｐ４、Ｐ１は、他の入出庫ペア情報と時間的に重複しない。従って、留置番線割当部４２は、入出庫ペア情報Ｐ４、Ｐ１に１つの共通した留置番線（例えば、番線１）を割り当てる。入出庫ペア情報Ｐ２は、入出庫ペア情報Ｐ５およびＰ７と時間的に重複する。従って、留置番線割当部４２は、入出庫ペア情報Ｐ２に一方の留置番線（例えば、番線１）を割り当て、入出庫ペア情報Ｐ５、Ｐ７に他方の留置番線（例えば、番線２）を割り当てている。駅Ｂにおいて、入出庫ペア情報Ｐ３、Ｐ６は、他の入出庫ペア情報と時間的に重複しない。従って、留置番線割当部４２は、入出庫ペア情報Ｐ３、Ｐ６に１つの共通の留置番線（例えば、番線１）を割り当てる。このように、入出庫ペア情報Ｐ１〜Ｐ７に対して留置番線が割り当てられる。
【００４７】
図４に示すように、車両１〜車両４の運用は、運用巡回パターンに従って巡回している。従って、入出庫ペア情報Ｐ１〜Ｐ７に従って留置される車両も巡回し、留置番線に留置される車両も順番に変わる。
【００４８】
留置番線の割当てアルゴリズムのより詳細な説明は、図９〜図１１を参照して後述する。
【００４９】
留置番線の割当てに失敗した場合、即ち、構内巡回パターンの生成に失敗した場合（Ｓ９０のＮＯ）、ＧＵＩ５０は、入出庫ペア情報、留置場所および留置番線を関連付けた構内巡回パターン、並びに、留置番線の割当に失敗した入出庫ペア情報を表示部５２に表示する。ユーザが表示部５２を参照して、留置番線の割当に失敗した入出庫ペア情報を確認し、操作部５１から制約条件を入力する（Ｓ１００）。制約条件は、例えば、留置番線の割当に失敗した入出庫ペア情報の生成を禁止する等の制約である。制約条件は、これに限定されず、入出庫ペア情報に対する留置番線の割当てに矛盾が生じないように調整または修正することであってもよい。制約条件は、記憶部４３に格納され、ステップＳ２０〜Ｓ９０において、運用巡回パターンおよび構内巡回パターンを再度生成する際に考慮される。
【００５０】
入出庫ペア情報に対して留置番線の割当てができた場合、即ち、構内巡回パターンの生成に成功した場合（Ｓ９０のＹＥＳ）、構内巡回パターン生成部４０は、入出庫ペア情報、留置場所および留置番線を関連付けて構内巡回パターンとして記憶部４３へ格納する。それとともに、ＧＵＩ５０がその構内巡回パターンを運用巡回パターンとともに表示する（Ｓ１１０）。ユーザは、運用巡回パターンおよび構内巡回パターンを確認する（Ｓ１２０）。運用巡回パターンおよび構内巡回パターンに問題が無ければ（Ｓ１２０のＮＯ）、運用巡回パターンおよび構内巡回パターンの生成が終了する。運用巡回パターンおよび構内巡回パターンに問題がある場合（Ｓ１２０のＹＥＳ）、ユーザは制約条件を入力し（Ｓ１００）、システム１はステップＳ２０へ戻る。
【００５１】
このように、システム１は、運用巡回パターンおよび構内巡回パターンを、作業計画や制約条件等を考慮しつつ、相互に調整しながら自動で作成することができる。
【００５２】
（運用巡回パターンの生成アルゴリズム）
図５は、本実施形態による運用巡回パターンの生成アルゴリズムを示すフロー図である。図６（Ａ）〜図６（Ｄ）は、本実施形態による運用巡回パターンの生成アルゴリズムを示す概念図である。尚、本実施形態では、独自のヒューリスティックスな探索法が用いられているが、これに限定されず、混合整数線形計画法（ＭＩＬＰ（Mixed Integer Linear Programming）、遺伝的アルゴリズム等の最適化手法を用いてもよい。
【００５３】
まず、運用巡回パターン候補生成部３２は、上述の通り、或る箱ダイヤ（第１行路情報）の到着場所を出発場所とする他の箱ダイヤのうち、第１行路情報の到着時刻後であってかつ該到着時刻に最も近い出発時刻を有する箱ダイヤを第２行路情報として第１行路情報の後に接続する。即ち、運用巡回パターン候補生成部３２は、グリーディな前詰めの方式で箱ダイヤを接続していく（Ｓ２００）。運用巡回パターン候補生成部３２は、運行ダイヤ１１内の全ての箱ダイヤについて上記接続処理を反復実行する。これにより、運用巡回パターンの初期解が高速に生成される。
【００５４】
しかし、このようなアルゴリズムを用いて箱ダイヤを接続していくと、接続処理の途中で、接続済み箱ダイヤの到着場所を出発場所とするような未接続の箱ダイヤが無くなってしまう場合がある。このような場合には、運用巡回パターン候補生成部３２は、未接続の箱ダイヤのうち或る箱ダイヤ（例えば、接続済み箱ダイヤの到着場所と出発場所の移動時間がもっとも短い箱ダイヤ）を第１行路情報として接続処理を再度実行する。これにより、不連続な複数の接続ラインが暫定的に生成される。例えば、図６（Ａ）は、不連続な複数の接続ラインＬＮ１〜ＬＮ３を示す概念図である。図６（Ａ）の各ボックスは、箱ダイヤ（行路情報）を示す。ボックス内の数字の各ペアは、箱ダイヤの出発場所ＩＤと到着場所ＩＤとを示す。例えば、箱ダイヤＬ１０は、始発駅１８を出発し、終着駅４に到着する。箱ダイヤＬ１１は、始発場所ＩＤ１８を出発し、終着場所ＩＤ４に到着する。箱ダイヤＬ１１の出発場所ＩＤ４は、箱ダイヤＬ１０の到着場所ＩＤ４と一致しており、箱ダイヤＬ１１は、箱ダイヤＬ１０に接続される。同様に、接続ラインＬＮ１において、箱ダイヤＬ１０〜Ｌ２３が接続される。尚、矢印Ａは、箱ダイヤの接続順（車両の運用順）を示している。
【００５５】
このように、接続処理を複数の箱ダイヤＬ１０〜Ｌ３０に繰り返し実行して複数の箱ダイヤからなる３つの接続ラインＬＮ１〜ＬＮ３が生成される。
【００５６】
次に、運用巡回パターン候補生成部３２は、各接続ラインＬＮ１〜ＬＮ３において不連続の箱ダイヤの接続処理を実行する（Ｓ２１０）。例えば、接続ラインＬＮ１〜ＬＮ３は、出発場所または到着場所の一方が接続されていない不連続の箱ダイヤＬ１０、Ｌ２３、Ｌ２４、Ｌ２７、Ｌ２８、Ｌ３０を有する。運用巡回パターン候補生成部３２は、これらの不連続箱ダイヤに対して上述の接続処理を行う。例えば、箱ダイヤＬ１０の出発場所ＩＤ１８は、箱ダイヤＬ２３の到着場所ＩＤ１８に等しい。同じＩＤの出発場所または到着場所を有する不連続箱ダイヤは、他に無い。従って、箱ダイヤＬ１０と箱ダイヤＬ２３とが相互に接続される。同様に、箱ダイヤＬ２４とＬ２７とが接続され、箱ダイヤＬ２８とＬ３０とが相互に接続される。これにより、図６（Ｂ）に示すように接続ループＬＰ１〜ＬＰ３が生成される。接続ループＬＰ１〜ＬＰ３はそれぞれ独立したループとなっている。全ての箱ダイヤにおける各到着場所の総数と各出発場所の総数とは一致している。このような性質を利用すれば、上述のように、不連続箱ダイヤについて接続処理を実行することによって、全ての箱ダイヤを接続し、不連続箱ダイヤを無くすことができる。
【００５７】
次に、接続ループＬＰ１〜ＬＰ３間において、共通の留置場所を持つ箱ダイヤ間を互いに繋ぎ換えることによって接続ループＬＰ１〜ＬＰ３を合体する（Ｓ２２０）。運用巡回パターン候補生成部３２は、接続ループＬＰ１〜ＬＰ３間において、同じ留置場所（出発場所および到着場所）を一旦切断し、接続ループ間で合体させる。このとき、運用巡回パターン候補生成部３２は、合体した複数の接続ループの巡回周期を算出する。接続ループの巡回周期は、接続ループの或る箱ダイヤの出発場所から接続ループを一巡して該箱ダイヤの到着場所に戻るまでの期間である。運用巡回パターン候補生成部３２は、このような接続ループ間での繋ぎ換え処理を繰り返し実行し、巡回周期の最も短いケースを選択する。
【００５８】
例えば、図６（Ｂ）において、接続ループＬＰ１の箱ダイヤＬ１９の到着場所ＩＤ１３および箱ダイヤＬ２０の出発場所ＩＤ１３は、接続ループＬＰ２の箱ダイヤＬ２５の到着場所ＩＤ１３および箱ダイヤＬ２６の出発場所ＩＤ１３と等しい。従って、図６（Ｃ）に示すように、運用巡回パターン候補生成部３２は、箱ダイヤＬ２０を箱ダイヤＬ２５に接続し、箱ダイヤＬ２６を箱ダイヤＬ１９に接続することができる。これにより、接続ループＬＰ１、ＬＰ２が合体し、１つの接続ループとなる。この繋ぎ換え処理は、接続ループＬＰ１、ＬＰ２において留置場所の等しい他の箱ダイヤにおいても実行される。そして、運用巡回パターン候補生成部３２は、合体後の接続ループＬＰ１、ＬＰ２の巡回周期の最も短いケースを選択する。ここでは、便宜的に、図６（Ｃ）に示すケースが巡回周期の最短ケースであるとする。
【００５９】
さらに、例えば、図６（Ｂ）において、接続ループＬＰ１の箱ダイヤＬ１７の到着場所ＩＤ２３および箱ダイヤＬ１８の出発場所ＩＤ２３は、接続ループＬＰ３の箱ダイヤＬ３０の到着場所ＩＤ２３および箱ダイヤＬ２８の出発場所ＩＤ２３と等しい。従って、図示しないが、運用巡回パターン候補生成部３２は、箱ダイヤＬ１７を箱ダイヤＬ２８に接続し、箱ダイヤＬ３０を箱ダイヤＬ１８に接続することができる。これにより、接続ループＬＰ１、ＬＰ３が合体し、１つの接続ループとなる。この繋ぎ換え処理は、接続ループＬＰ１、ＬＰ３において留置場所の等しい他の箱ダイヤにおいても実行される。そして、運用巡回パターン候補生成部３２は、合体後の接続ループＬＰ１、ＬＰ３の巡回周期の最も短いケースを選択する。ここでは、便宜的に、上記ケースが巡回周期の最短ケースであるとする。
【００６０】
この繋ぎ替え処理は、接続ループが１つになるまで実行される（Ｓ２３０のＮＯ）。接続ループが１つになった場合（Ｓ２３０のＹＥＳ）、その接続ループが運用巡回パターンとなる（Ｓ２４０）。このように、運用巡回パターン候補生成部３２は、複数の接続ループＬＰ１〜ＬＰ３において共通の出発場所または到着場所を互いに繋ぎ換えることによって単一の運用巡回パターンを生成する。
【００６１】
図６（Ｄ）は、接続ループＬＰ１〜ＬＰ３を合体した運用巡回パターンを示す。この運用巡回パターンは、矢印に従って箱ダイヤＬ１０〜Ｌ１７、Ｌ２８〜Ｌ３０、Ｌ１８〜Ｌ１９、Ｌ２６〜Ｌ２７、Ｌ２４〜Ｌ２５、Ｌ２０〜Ｌ２３と移行し、Ｌ１０へ戻る。このように、運用巡回パターンは、１つの巡回パターンとして構成される。
【００６２】
図７は、本実施形態による作業計画の設定アルゴリズムを示すフロー図である。図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は、本実施形態による作業計画の設定アルゴリズムを示す概念図である。本実施形態では、作業計画の設定に、所謂、タブー探索法を用いている。尚、本実施形態では、タブー探索法が用いられているが、これに限定されず、遺伝的アルゴリズム等の探索法を用いてもよい。
【００６３】
まず、運用巡回パターン生成部３０は、運用巡回パターンに予備日を追加する（Ｓ２９９）。予備日は、箱ダイヤの無い空き日である。運用巡回パターンの巡回日数は、運用される車両数に等しい。従って、先に使える車両の数が決まっている場合は、運用巡回パターンの巡回日数と車両数の差の数だけ予備日が追加される。予備日の設定方法は特に限定しない。例えば、運用巡回パターン生成部３０は、留置場所に夜間に到着し、翌日に出発する箱ダイヤのうち、留置時間が短い箱ダイヤに予備日を設定する。勿論、予備日は、運用巡回パターンに設定されていなくてもよい。
【００６４】
次に、運用巡回パターン生成部３０は、運用巡回パターンの巡回周期を作業の実行周期で割り算し、作業計画の数を設定する（Ｓ３００）。次に、運用巡回パターン生成部３０は、割り算で得られた数だけの作業計画を、運用巡回パターンにおける作業可能な留置場所に設定する（Ｓ３１０）。例えば、運用巡回パターンの巡回周期が１０日であり、作業の実行周期が５日である場合、運用巡回パターン生成部３０は、２つの作業計画を１つの運用巡回パターンに設定する。このとき、作業計画の設定は任意でよい。例えば、図８（Ａ）において、箱ダイヤＬ５０〜Ｌ５９が１つの運用巡回パターンを構成するものとする。また、留置場所ＩＤ２３が作業可能な留置場所であるものとする。そして、丸印で示された留置期間に、作業計画ＯＰ１、ＯＰ２が暫定的に設定されている。尚、作業計画ＯＰ１、ＯＰ２の初期配置方法は、特に限定しないが、グリーディな前詰めの方式で設定してよい。
【００６５】
尚、運用巡回パターンの巡回周期を作業の実行周期で割り切れない場合、両者の最小公倍数を考慮して、運用巡回パターンおよび作業計画の両方の繰り返し周期を決定する。例えば、運用巡回パターンの巡回周期が１０日であり、作業の実行周期が４日である場合、運用巡回パターン生成部３０は、５つの作業計画を２つの運用巡回パターンに設定する必要がある。この場合には、運用巡回パターン生成部３０は、２回巡回する運用巡回パターンを１つの運用巡回パターンと見なして、５つの作業計画を設定すればよい。
【００６６】
また、例えば、運用巡回パターンの巡回周期が２１日で、検査の巡回周期が７日、清掃の巡回周期が１４日であるとする。この場合、運用巡回パターンの巡回周期、検査の巡回周期、および、清掃の巡回周期の最小公倍数は４２日となる。従って、運用巡回パターンが２回巡回する４２日間で、検査が６回、清掃が３回実施される。この４２日間のパターンは、同じパターンで繰り返し実行され得る。従って、この４２日間のパターンを１つの運用巡回パターンと見なせばよい。即ち、運用巡回パターンの巡回周期を作業の実行周期で割り切れない場合、両者の最小公倍数を運用巡回パターンの周期として用いればよい。尚、運用巡回パターンの巡回日数と作業の巡回日数との最小公倍数が上限日数を超える場合には、ＧＵＩ５０がユーザにエラーを通知するか、巡回周期を作業の実行周期で割った数に作業数を余分に一つ追加して処理を行う。
【００６７】
以下、便宜的に、運用巡回パターン生成部３０は、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の作業計画を１つの運用巡回パターンに設定するものとして説明する。
【００６８】
運用巡回パターン生成部３０は、Ｎ個の作業計画のうち、第ｋ作業計画ＯＰ＿ｋ（１≦ｋ≦Ｎ）とその前に隣接する第ｋ−１作業計画ＯＰ＿ｋ−１との間の第１間隔ＩＮＴ＿ｋ、および、第ｋ作業計画ＯＰ＿ｋとその後に隣接する次の周期の第ｋ＋１作業計画ＯＰ＿ｋ＋１との間の第２間隔ＩＮＴ＿ｋ＋１を算出する（Ｓ３２０）。第１および第２間隔ＩＮＴ＿ｋ、ＩＮＴ＿ｋ＋１は、ｋ＝１〜Ｎの全てについて実行される。例えば、図８（Ａ）に示すように、第１間隔ＩＮＴ１は、箱ダイヤＬ５６〜Ｌ５９までの期間であり、第２間隔ＩＮＴ２は、箱ダイヤＬ５０〜（次の周期の）Ｌ５６までの期間である。
【００６９】
次に、運用巡回パターン生成部３０は、第１間隔ＩＮＴ＿ｋと第２間隔ＩＮＴ＿ｋ＋１との時間差（日数差）が小さくなるように第１〜第Ｎ作業計画ＯＰ＿１〜ＯＰ＿Ｎのいずれかの設定を変更する。即ち、第１〜第Ｎ作業計画ＯＰ＿１〜ＯＰ＿Ｎのうち、第１間隔ＩＮＴ＿ｋと第２間隔ＩＮＴ＿ｋ＋１との差分が最大の第ｋ作業計画を発見しタブーリストに違反しないように設定を変更する（Ｓ３３０）。以下、このような作業計画の設定変更を作業計画調整ともいう。例えば、図８（Ａ）に示すように、第１間隔ＩＮＴ１が４日であり、第２間隔ＩＮＴ２が６日である場合、第１間隔ＩＮＴ１と第２間隔ＩＮＴ２との時間差は２日である。従って、図８（Ｂ）に示すように、運用巡回パターン生成部３０は、例えば、第２作業計画ＯＰ２を箱ダイヤＬ５６の留置場所２３から箱ダイヤＬ５４の留置場所２３へ変更する。尚、運用巡回パターン生成部３０は、過去に実行した作業計画調整をタブーリストとして記憶部３３に格納しておく。タブーリストに登録された作業計画調整を逆に戻すような調整は、その後、同じ調整をエンドレスに繰り返し実行すること（振動現象）に繋がる。従って、タブーリストに登録された作業計画調整を逆に戻すような調整はタブーリストの長さ分の数の設定変更繰り返し処理の間は禁止される。
【００７０】
次に、運用巡回パターン生成部３０は、ステップＳ３２０を再度実行する。図８（Ｂ）に示すように、このとき、第１間隔ＩＮＴ１が６日であり、第２間隔ＩＮＴ２が４日となった場合、第１間隔ＩＮＴ１と第２間隔ＩＮＴ２との時間差が２日である。このとき、上述の通り、作業計画ＯＰ２を箱ダイヤＬ５６から箱ダイヤＬ５４へ移動させた調整は、タブーリストに登録されているので、作業計画ＯＰ２を箱ダイヤＬ５４から箱ダイヤＬ５６へ戻す動作は禁止される。
【００７１】
例えば、図８（Ｃ）に示すように、運用巡回パターン生成部３０は、作業計画ＯＰ１を箱ダイヤＬ５０の留置場所２３から箱ダイヤＬ５９の留置場所２３へ移動させる。
【００７２】
次に、運用巡回パターン生成部３０は、ステップＳ３２０を再度実行する。図８（Ｃ）に示すように、このとき、第１間隔ＩＮＴ１が５日であり、第２間隔ＩＮＴ２が５日となった場合、第１間隔ＩＮＴ１と第２間隔ＩＮＴ２との時間差が０日となる。
【００７３】
運用巡回パターン生成部３０は、作業計画調整を所定回数だけ繰り返す（Ｓ３４０のＮＯ）。
【００７４】
作業計画調整の実行数が所定回数に達した場合（Ｓ３４０のＹＥＳ）、記憶部３３に格納された作業計画の設定が、それまでの設定の中で、各間隔の時間差を最小とする。従って、運用巡回パターン生成部３０は、このとき記憶部３３に格納された作業計画の設定を解とする（Ｓ３５０）。これにより、作業計画の設定が完了する。尚、作業計画の設定作業計画調整を繰り返す所定回数は、例えば、運用巡回パターンの巡回周期×作業数（車両の移動日の総日数の物理的上限）としてもよい。
【００７５】
このようなタブー探索法を用いることによって、運用巡回パターン生成部３０は、作業計画を運用巡回パターンへ効率的に設定することができる。
【００７６】
図９は、本実施形態による留置番線の割当てアルゴリズムを示すフロー図である。図１０（Ａ）〜図１１（Ｂ）は、本実施形態による作業計画の設定アルゴリズムを示す概念図である。本実施形態では、留置番線の割当てに、所謂、グラフ彩色法を用いている。尚、本実施形態では、グラフ彩色法が用いられているが、これに限定されず、遺伝的アルゴリズム等の探索法を用いてもよい。
【００７７】
まず、留置番線割当部４２は、運用巡回パターンを構成する入出庫ペア情報について留置時間の重複関係を検出する（Ｓ４００）。例えば、図１０（Ａ）は、或る留置場所における入出庫ペア情報Ｐａ〜Ｐｅの留置時間を示すグラフである。グラフの横軸が時間を示す。従って、入出庫ペア情報Ｐａ〜Ｐｅのそれぞれの左端の始点が到着時刻（入庫時刻）であり、それぞれの右端の終点が出発時刻（出庫時刻）を示す。入出庫ペア情報Ｐａ〜Ｐｅのそれぞれの横方向の長さがそれぞれの留置時間を示す。この時点では、留置番線は割り当てられていない。
【００７８】
ここで、入出庫ペア情報Ｐｂの留置時間は、３つの入出庫ペア情報Ｐａ、ＰｃおよびＰｄの留置時間と重複している。また、入出庫ペア情報Ｐｃの留置時間は、３つの入出庫ペア情報Ｐｂ、ＰｄおよびＰｅの留置時間と重複している。図１０（Ｂ）は、留置時間の重複を直線で表現し、入出庫ペア情報の重複関係を示すグラフである。直線で接続された入出庫ペア情報は、留置時間において重複している。従って、各入出庫ペア情報に接続される直線の数が重複数となる。
【００７９】
次に、留置番線割当部４２は、グラフ彩色法を用いて入出庫ペア情報Ｐａ〜Ｐｅに対して留置番線を割り当てる。本実施形態における留置番線の割当ては、グラフ色彩法における色の割当てに相当する。留置番線割当部４２は、直線で接続された入出庫ペア情報同士を互いに異なる留置番線に割り当てる。ここで、留置場所の留置番線数は予め決まっている。各留置番線に同時に留置可能な車両数が１であるとすると、入出庫ペア情報の重複数が留置番線の数以下であれば、留置番線の割当てが確実に可能である。しかし、重複数の多い入出庫ペア情報は留置番線の割当てを困難にする要因となる。従って、留置番線割当部４２は、重複数の多い入出庫ペア情報に優先的に番線を割り当てる。これにより、留置番線割当部４２は、留置番線を入出庫ペア情報に短時間で正確に割り当てることができる。尚、留置番線を割り当てる際に、制約条件がある場合にはその制約条件に従う。
【００８０】
例えば、図１１（Ａ）〜図１１（Ｊ）は、図１０（Ｂ）に示すグラフに対して上記グラフ彩色法を適用した例である。図１１（Ａ）〜図１１（Ｅ）において、留置番線割当部４２は、留置番線の割当ての順番を決定する（Ｓ４１０）。留置番線割当部４２は、同一の留置場所において入出庫ペア情報Ｐａ〜Ｐｅのそれぞれについて留置時間の重複数をカウントする（重複カウント処理）。留置番線割当部４２は、入出庫ペア情報Ｐａ〜Ｐｅのうち留置重複の重複数（接続線の数）の少ない入出庫ペア、もしくは、選択可能な番線の数より重複数が少ない入出庫ペアをグラフから除く（除去処理）。留置番線割当部４２は、重複カウント処理と、除去処理とを繰り返し実行し、除去処理において除去された入出庫ペア情報の順番と逆の順番で留置番線を割り当てる。
【００８１】
例えば、図１１（Ａ）において、入出庫ペア情報Ｐａ、Ｐｅの重複数は１であり、最も少ない。入出庫ペア情報Ｐａの優先度がＰｅのそれより高いものとすると、留置番線割当部４２は、入出庫ペア情報Ｐｅを最初にグラフから除く。次に、図１１（Ｂ）に示すように、留置番線割当部４２は、留置時間の重複数を再度確認し、その中で重複数の少ない入出庫ペア情報Ｐａをグラフから除く。次に、図１１（Ｃ）に示すように、留置番線割当部４２は、留置時間の重複数を再度確認し、その中で重複数の少ない入出庫ペア情報Ｐｄをグラフから除く。次に、図１１（Ｄ）に示すように、留置番線割当部４２は、留置時間の重複数を再度確認し、その中で重複数の少なく、かつ、優先度の比較的低い入出庫ペア情報Ｐｃをグラフから除く。留置番線割当部４２は最後に残った入出庫ペア情報Ｐｂを除く。
【００８２】
次に、留置番線割当部４２は、グラフから除いた順番とは逆の順番で留置番線Ｒ１〜Ｒ３を割り当てる（Ｓ４２０）。即ち、留置番線割当部４２は、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ、Ｐａ、Ｐｅの順に留置番線を割り当てる。例えば、図１１（Ｆ）に示すように、まず、留置番線割当部４２は、入出庫ペア情報Ｐｂに留置番線Ｒ１を割り当てる。次に、図１１（Ｇ）に示すように、留置番線割当部４２は、入出庫ペア情報Ｐｃに留置番線Ｒ２を割り当てる。このとき、留置番線割当部４２は、入出庫ペア情報Ｐｃに接続された入出庫ペア情報のうち、すでに留置番線が割り当てられた入出庫ペア情報Ｐｂの留置番線Ｒ１とは異なる留置番線を割り当てる。次に、図１１（Ｈ）に示すように、留置番線割当部４２は、入出庫ペア情報Ｐｄに留置番線Ｒ３を割り当てる。このとき、留置番線割当部４２は、入出庫ペア情報Ｐｄに接続された入出庫ペア情報のうち、すでに留置番線が割り当てられた入出庫ペア情報Ｐｂ、Ｐｃの留置番線Ｒ１、Ｒ２とは異なる留置番線を割り当てる。次に、図１１（Ｉ）に示すように、留置番線割当部４２は、入出庫ペア情報Ｐａに留置番線Ｒ２を割り当てる。このとき、留置番線割当部４２は、入出庫ペア情報Ｐａに接続された入出庫ペア情報のうち、すでに留置番線が割り当てられた入出庫ペア情報Ｐｂの留置番線Ｒ１とは異なる留置番線Ｒ２を割り当てる。尚、入出庫ペア情報Ｐａの留置時間は、入出庫ペア情報Ｐｃ、Ｐｄのそれとは重複しないので、留置番線割当部４２は、入出庫ペア情報Ｐａに留置番線Ｒ２を割り当てることができる。次に、図１１（Ｊ）に示すように、留置番線割当部４２は、入出庫ペア情報Ｐｅに留置番線Ｒ１またはＲ３を割り当てる。このとき、留置番線割当部４２は、入出庫ペア情報Ｐｅに接続された入出庫ペア情報のうち、すでに留置番線が割り当てられた入出庫ペア情報Ｐｃの留置番線Ｒ２とは異なる留置番線Ｒ１またはＲ３を割り当てる。尚、入出庫ペア情報Ｐｅの留置時間は、入出庫ペア情報Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｄのそれとは重複しないので、留置番線割当部４２は、入出庫ペア情報Ｐｅに留置番線Ｒ１またはＲ３を割り当てることができる。
【００８３】
留置番線の割当て後、留置番線割当部４２は、留置番線を割り当てた入出庫ペア情報を、構内巡回パターンとして記憶部４３へ格納する（Ｓ４３０）。
【００８４】
尚、構内巡回パターンは、或る周期で巡回するパターンである。従って、構内巡回パターンの終端から先端へ連続する複数の入出庫ペア情報は、単一の入出庫ペア情報として取り扱ってよい。
【００８５】
以上のように、本実施形態によるシステム１は、運用巡回パターンおよび構内巡回パターンを、相互にほぼ同時に調整しながら自動で作成することができる。運用巡回パターンおよび構内巡回パターンは互いに密接に関連しているため、システム１は、両者をほぼ同時に調整することによって、最適解に近い運用巡回パターンおよび構内巡回パターンを比較的容易にかつ短時間に生成することができる。このとき、システム１は、運用巡回パターンに設定される作業計画および構内巡回パターンに設定される留置番線の割当てに矛盾が生じないように運用巡回パターンおよび構内巡回パターンを自動で策定し決定することができる。その結果、交通システムの輸送機器や乗務員の運用計画を容易かつ短時間に自動作成することができる
本実施形態による運用計画作成方法の少なくとも一部は、ハードウェアで構成してもよいし、ソフトウェアで構成してもよい。ソフトウェアで構成する場合には、データ処理方法の少なくとも一部の機能を実現するプログラムをフレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に収納し、コンピュータに読み込ませて実行させてもよい。記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でもよい。また、運用計画作成方法の少なくとも一部の機能を実現するプログラムを、インターネット等の通信回線（無線通信も含む）を介して頒布してもよい。さらに、同プログラムを暗号化したり、変調をかけたり、圧縮した状態で、インターネット等の有線回線や無線回線を介して、あるいは記録媒体に収納して頒布してもよい。
【００８６】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００８７】
１…運用計画作成システム、１０…データベース、２０…演算部、１１…運行ダイヤ、１２…作業データ、１３…探索パラメータ、１４…留置番線データ、３０…運用巡回パターン生成部、４０…構内巡回パターン生成部、３１…制約抽出部、３２…運用巡回パターン候補生成部、３３…記憶部、４１…入出庫ペア抽出部、４２…留置番線割当部、４３…記憶部、５０…ＧＵＩ、５１…操作部、５２…表示部、６０…ネットワーク
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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