(57)【要約】【課題】  車両の運行を適切に行う。【解決手段】  所定の区間２を走行する車両３の運行管理システム１であって、区間２における所定位置に設けられた設備４にかかる負荷の周期性を算出する設備負荷周期性解析部１０２と、車両３の運行に関連して行われる複数の業務の情報を取得する業務情報取得部１１０と、取得した業務の情報に基づき、複数の業務のそれぞれの周期性を算出する業務周期性解析部１１８と、算出した負荷の周期性と、算出した業務のそれぞれの周期性との間の類似性を算出する類似性算出部１１９と、算出した類似性を示す情報を出力する類似性出力部１０７１と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の区間を走行する車両の運行管理システムであって、
前記区間における所定位置に設けられた設備にかかる負荷の周期性を算出する設備負荷周期性解析部と、
前記車両の運行に関連して行われる複数の業務の情報を取得する業務情報取得部と、
前記取得した業務の情報に基づき、前記複数の業務のそれぞれの周期性を算出する業務周期性解析部と、
前記算出した負荷の周期性と、前記算出した業務のそれぞれの周期性との間の類似性を算出する類似性算出部と、
前記算出した類似性を示す情報を出力する類似性出力部と、
を備える、車両運行管理システム。
【請求項２】
前記複数の業務のうち、少なくとも１つ以上の業務を選択する業務選択部をさらに備え、
前記業務周期性解析部は、前記選択した業務の周期性を算出し、
前記類似性算出部は、前記算出した負荷の周期性と、前記選択した業務の周期性のそれぞれとの間の前記類似性を算出する、請求項１に記載の車両運行管理システム。
【請求項３】
前記設備の位置と前記業務の周期性との関係を出力する位置対周期関係出力部をさらに備え、
前記位置対周期関係出力部は、前記設備のそれぞれの位置と、前記複数の業務から前記類似性に基づき選択された業務の周期性との関係を出力する、請求項１に記載の車両運行管理システム。
【請求項４】
前記区間のうち指定された区間と前記業務の周期性との間の関係を出力する区間対周期関係出力部をさらに備え、
前記設備負荷周期性解析部は、前記指定された区間における複数の前記設備のそれぞれにかかる負荷の周期性を算出し、
前記業務周期性解析部は、前記取得した業務の情報に基づき、前記指定された区間における前記複数の業務のそれぞれの周期性を算出し、さらに、前記複数の業務から選択された、前記指定された区間における業務の前記周期性を算出した回数を計数し、
前記区間対周期関係出力部は、前記計数した回数に基づく情報を出力する、請求項１に記載の車両運行管理システム。
【請求項５】
前記類似性算出部は、前記算出した類似性、及び、前記取得した回数に基づき、前記指定された区間における、前記負荷の周期性と、前記業務の周期性のそれぞれとの間の前記類似性である総影響度を算出し、
前記区間対周期関係出力部は、前記算出した総影響度を出力する、請求項４に記載の車両運行管理システム。
【請求項６】
前記算出したそれぞれの類似性に基づき、前記車両の運行に関連して行われる複数の業務のうち、前記算出した負荷の周期性の形成に寄与している、前記車両に関連する業務を特定する車両関連業務特定部と、
前記負荷の周期性の形成に寄与している車両に、前記設備にかかる負荷を変化させる走行を指示する信号を送信する運行通信部とを備え、
前記車両は、前記受信した信号に基づき走行する、請求項１に記載の車両運行管理システム。
【請求項７】
前記車両関連業務特定部は、前記算出したそれぞれの類似性に基づき、前記車両の運行
に関連して行われる複数の業務のうち、前記算出した負荷の周期性に類似する周期性を有する前記車両の走行を行う業務を特定し、
前記運行通信部は、前記特定された業務に対応する前記車両に対して、前記車両が前記負荷がかかる設備の位置を走行する際に、前記車両の速度を低下させる信号を送信する、請求項６に記載の車両運行管理システム。
【請求項８】
前記算出したそれぞれの類似性に基づき、前記車両の運行に関連して行われる複数の業務のうち、前記算出した負荷の周期性の形成に寄与している、前記設備に関する業務を特定する設備関連業務特定部と、
前記設備にかかる負荷を変化させる業務の情報を生成し、生成した前記業務の情報を出力する対処立案部とを備える、請求項１に記載の車両運行管理システム。
【請求項９】
前記複数の業務のうち、少なくとも１つ以上の業務を選択する業務選択部をさらに備え、
前記業務周期性解析部は、前記選択した業務の周期性を算出し、
前記類似性算出部は、前記算出した負荷の周期性と、前記選択した業務の周期性のそれぞれとの間の前記類似性を算出し、
前記設備の位置と前記業務の周期性との関係を出力する位置対周期関係出力部をさらに備え、
前記位置対周期関係出力部は、前記設備のそれぞれの位置と、前記複数の業務から前記類似性に基づき選択された業務の周期性との関係を出力し、
前記区間のうち指定された区間と前記業務の周期性との間の関係を出力する区間対周期関係出力部をさらに備え、
前記設備負荷周期性解析部は、前記指定された区間における複数の前記設備のそれぞれにかかる負荷の周期性を算出し、
前記業務周期性解析部は、前記取得した業務の情報に基づき、前記指定された区間における前記複数の業務のそれぞれの周期性を算出し、さらに、前記複数の業務から選択された、前記指定された区間における業務の前記周期性を算出した回数を計数し、
前記区間対周期関係出力部は、前記計数した回数に基づく情報を出力し、
前記類似性算出部は、前記算出した類似性、及び、前記取得した回数に基づき、前記指定された区間における、前記負荷の周期性と、前記業務の周期性のそれぞれとの間の前記類似性である総影響度を算出し、
前記区間対周期関係出力部は、前記算出した総影響度を出力し、
前記算出したそれぞれの類似性に基づき、前記車両の運行に関連して行われる複数の業務のうち、前記算出した負荷の周期性の形成に寄与している、前記車両に関連する業務を特定する車両関連業務特定部と、
前記負荷の周期性の形成に寄与している車両に、前記設備にかかる負荷を変化させる走行を指示する信号を送信する運行通信部とをさらに備え、
前記車両は、前記受信した信号に基づき走行し、
前記車両関連業務特定部は、前記算出したそれぞれの類似性に基づき、前記車両の運行に関連して行われる複数の業務のうち、前記算出した負荷の周期性に類似する周期性を有する前記車両の走行を行う業務を特定し、
前記運行通信部は、前記特定された業務に対応する前記車両に対して、前記車両が前記負荷がかかる設備の位置を走行する際に、前記車両の速度を低下させる信号を送信し、
前記算出したそれぞれの類似性に基づき、前記車両の運行に関連して行われる複数の業務のうち、前記算出した負荷の周期性の形成に寄与している、前記設備に関する業務を特定する設備関連業務特定部と、
前記設備にかかる負荷を変化させる業務の情報を生成し、生成した前記業務の情報を出力する対処立案部とさらに備える、請求項１に記載の車両運行管理システム。
【請求項１０】
プロセッサ及びメモリを備える情報処理装置を含んで構成されている、所定の区間を走行する車両の運行管理システムにおける車両運行管理方法であって、
前記情報処理装置が、
前記区間における所定位置に設けられた設備にかかる負荷の周期性を算出し、
前記車両の運行に関連して行われる複数の業務の情報を取得し、
前記取得した業務の情報に基づき、前記複数の業務のそれぞれの周期性を算出し、
前記算出した負荷の周期性と、前記算出した業務のそれぞれの周期性との間の類似性を算出し、
前記算出した類似性を示す情報を出力する、
車両運行管理方法。
【請求項１１】
前記設備のそれぞれの位置と、前記複数の業務から前記類似性に基づき選択された業務の周期性との関係を出力する、請求項１０に記載の車両運行管理方法。
【請求項１２】
前記算出したそれぞれの類似性に基づき、前記車両の運行に関連して行われる複数の業務のうち、前記算出した負荷の周期性の形成に寄与している、前記設備に関する業務を特定し、
前記設備にかかる負荷を変化させる業務の情報を生成し、生成した前記業務の情報を出力する、請求項１０に記載の車両運行管理方法。
【請求項１３】
所定の区間を走行する車両の運行管理を行うためのプログラムであって、
プロセッサ及びメモリを備える情報処理装置に、
前記区間における所定位置に設けられた設備にかかる負荷の周期性を算出する設備負荷周期性解析処理と、
前記車両の運行に関連して行われる複数の業務の情報を取得する業務情報取得処理と、
前記取得した業務の情報に基づき、前記複数の業務のそれぞれの周期性を算出する業務周期性解析処理と、
前記算出した負荷の周期性と、前記算出した業務のそれぞれの周期性との間の類似性を算出する類似度算出処理と、
前記算出した類似性を示す情報を出力する類似度出力処理と、
を実行させる、車両運行管理プログラム。
【請求項１４】
前記設備の位置と前記業務の周期性との関係を出力する位置対周期関係出力処理をさらに実行し、
前記位置対周期関係出力部は、前記設備のそれぞれの位置と、前記複数の業務から前記類似性に基づき選択された業務の周期性との関係を出力する処理である、請求項１３に記載の車両運行管理プログラム。
【請求項１５】
前記算出したそれぞれの類似性に基づき、前記車両の運行に関連して行われる複数の業務のうち、前記算出した負荷の周期性の形成に寄与している、前記設備に関する業務を特定する設備関連業務特定処理と、
前記設備にかかる負荷を変化させる業務の情報を生成し、生成した前記業務の情報を出力する対処立案処理とをさらに実行させる、請求項１３に記載の車両運行管理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両運行管理システム、車両運行管理方法、及び車両運行管理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道には、車両、線路、架線、信号などの複数の設備やシステムが設けられており、それらを連携させることで列車（車両）の運行が行われている。また列車の運行には、車両の運転の他にも、設備の点検・整備などの様々な業務が関与している。線路や架線、車両などの設備への負荷は列車の運行と密接な関係があり、列車の運行を適切に行うことで設備への負荷が低減されることは以前から知られている。例えば、特許文献１には、線路の波状磨耗発生を抑えるために、列車の速度分布が分散するような速度パターンを生成する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２４５８３５号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】石田弘明、鉄道のダイナミクスに関する最近の研究、鉄道総研報告、Vol．23，No．2，Feb．2009
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１は、波状磨耗という特定の負荷に対する運行の対処方法を提示しているのみであり、その他様々存在する負荷については言及していない。例えば、上記の非特許文献１は、線路への負荷には磨耗、損傷があり、バラストへの負荷には車両への荷重による変位があることを紹介している。さらに非特許文献１には、設備に対する負荷とその原因との間のモデル化の研究が行われているが、これらの負荷の原因は完全には特定できていないことが記載されている。
【０００６】
本発明はこのような背景に基づきなされたものであり、車両の運行を適切に行うことが可能な車両運行管理システム、車両運行管理方法、及び車両運行管理プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明の一つは、所定の区間を走行する車両の運行管理システムであって、前記区間における所定位置に設けられた設備にかかる負荷の周期性を算出する設備負荷周期性解析部と、前記車両の運行に関連して行われる複数の業務の情報を取得する業務情報取得部と、前記取得した業務の情報に基づき、前記複数の業務のそれぞれの周期性を算出する業務周期性解析部と、前記算出した負荷の周期性と、前記算出した業務のそれぞれの周期性との間の類似性を算出する類似性算出部と、前記算出した類似性を示す情報を出力する類似性出力部と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、車両の運行を適切に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本実施形態に係る車両運行管理システム１の構成の一例を説明する図である。
【図２】図２は、車両運行管理装置１０が備えるハードウェアの一例を説明する図である。
【図３】図３は、車両運行管理装置１０が備える機能の一例を説明する図である。
【図４】図４は、設備情報ＤＢ１０９の一例を示す図である。
【図５】図５は、業務情報ＤＢ１１１（１）の一例を説明する図である。
【図６】図６は、業務情報ＤＢ１１１（２）の一例を説明する図である。
【図７】図７は、全体処理の一例を説明するフローチャートである。
【図８】図８は、設定入力画面の一例を示す図である。
【図９】図９は、比較対象レコード設定画面の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、設備負荷周期性解析処理の詳細を説明するフローチャートである。
【図１１】図１１は、分解された設備負荷の周期成分の一例をパワースペクトルにより示した図である。
【図１２】図１２は、設備負荷の周期成分を記憶した周期情報ＤＢ１１５の一例を示す図である。
【図１３】図１３は、メタデータ作成処理の詳細を説明するフローチャートである。
【図１４】図１４は、メタデータＤＢ１１３の一例を説明する図である。
【図１５】図１５は、メタデータ周期性解析処理の詳細を説明するフローチャートである。
【図１６】図１６は、全ての業務を数量化する場合の離散値カラムの例である。
【図１７】図１７は、一部の業務のみを数量化する場合の離散値カラムの例である。
【図１８】図１８は、分解されたメタデータの周期成分をパワースペクトルにより示した例である。
【図１９】図１９は、周期情報ＤＢ１１５の一例を示す図である。
【図２０】図２０は、類似周期性推定処理の詳細を説明するフローチャートである。
【図２１】図２１は、類似周期性推定処理に際して出力される画面の一例である。
【図２２】図２２は、類似周期性推定処理に際して出力される画面の他の一例である。
【図２３】図２３は、本実施形態の車両運行管理装置１０が備える機能を説明する図である。
【図２４】図２４は、連続度及び総影響度算出処理を説明するフローチャートである。
【図２５】図２５は、連続度算出処理を説明するフローチャートである。
【図２６】図２６は、連続度算出処理により出力される画面の一例である。
【図２７】図２７は、総影響度を表示した画面の一例を示す図である。
【図２８】図２８は、連続度及び総影響度算出処理を説明するフローチャートである。
【図２９】図２９は、本実施形態に係る車両運行管理システム１の構成の一例を示す図である。
【図３０】図３０は、負荷低減対策処理の一例を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。同一の符号を付した部分は同一物を表し、基本的な構成および動作も同様であるものとする。
＜＜第１実施形態＞＞
【００１１】
＜車両運行管理システム１の構成＞
図１は、本実施形態に係る車両運行管理システム１の構成の一例を説明する図である。
同図に示すように、車両運行管理システム１には、鉄道、モノレール、トロリーバスといった車両３が所定の軌道上を走行している。そして、この車両３が走行する区間２における各位置には、車両３の走行等により定期的に負荷（歪み、ひび、変形、振動等）がかかる設備４（例えば、車両３が走行する軌道（線路、軌条等）、架線、橋桁、信号機）が設けられている。設備４に対しては、その設備４にかかっている負荷を確認又は測定する業務が定期的に行われている。
【００１２】
また、車両運行管理システム１には、車両運行管理装置１０が設けられている。車両運行管理装置１０は、情報処理装置（コンピュータ）であり、区間２に設けられた軌道上を所定のスケジュール（ダイヤ）に従って走行する、車両３の運行業務を管理する。車両運行管理装置１０は、例えば、車両３の運行管理センター内に設けられる。
【００１３】
車両運行管理装置１０は、設備４にかかっている負荷の内容を解析し、解析した結果と、車両３の運行に関連して行われている各種業務の周期性とを比較することにより、設備４にかかっている負荷と業務との関係を推定する。
【００１４】
＜車両運行管理装置１０の構成＞
図２は、車両運行管理装置１０が備えるハードウェアの一例を説明する図である。同図に示すように、車両運行管理装置１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等からな
るプロセッサ１１と、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、又はＮＶＲＡＭ（Non-Volatile RAM）等の主記憶装置１２と、ハードディスク（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）等の記憶装置からなる補助記憶装置１３と、キーボード、マウス、タッチパネル等からなり、ユーザ（例えば、車両運行管理システム１の管理者）からの入力を受け付ける入力装置１４と、モニタ（ディスプレイ）等からなる出力装置１５と、ＮＩＣ（Network Interface Card）等の、他の情報処理装置と通信する通信装置１６とを備える。これらの装置は、バス１０７によって通信可能に接続されており、バス１７を経由することによりデータの入出力が行われる。
【００１５】
図３は、車両運行管理装置１０が備える機能の一例を説明する図である。同図に示すように、車両運行管理装置１０は、計算管理部１０１、設備情報取得部１０８、業務情報取得部１１０、設備負荷周期性解析部１０２、業務周期性解析部１１８、類似周期推定部１０５、設定入力部１０６、結果出力部１０７、メタデータ蓄積抽出部１１２、及び周期情報蓄積抽出部１１４の各機能を備える。
【００１６】
計算管理部１０１は、前記の各機能の実現に必要な計算処理を行う。
【００１７】
設定入力部１０６は、入力装置１４を介して、ユーザからの情報の入力を受け付ける。設定入力部１０６は、後述する業務選択部１０６１を備える。
【００１８】
設備情報取得部１０８は、設備４の内容や、設備４にかかっている負荷（以下、設備負荷という）に関する情報（以下、設備情報という）を取得する。設備情報は、設備４の種類、設備４の位置、設備４の設備負荷、及びその設備負荷がかかっていた時刻を含む情報であり、後述する設備情報ＤＢ１０９に格納される。設備情報ＤＢ１０９の詳細は後述する。
【００１９】
業務情報取得部１１０は、各運転士による車両３の走行（運行）、設備４の測定検査、設備４の精密検査といった、前記車両３の運行に関連して行われる複数の業務の情報（以下、各業務の情報を業務情報という）を取得する。業務情報は、業務の内容、業務が行われた時刻、及び業務が行われた位置を含む情報であり、後述する業務情報ＤＢ１１１に格納される。業務情報ＤＢ１１１の詳細は後述する。
【００２０】
設備負荷周期性解析部１０２は、前記区間２における所定位置に設けられた設備４にかかる負荷の周期性を算出する。例えば、設備負荷周期性解析部１０２は、複数の前記設備４のそれぞれにかかる負荷の周期性を算出する。前述の業務選択部１０６１は、前記複数の業務のうち、少なくとも１つ以上の業務を選択する。
【００２１】
業務周期性解析部１１８は、業務情報取得部１１０が前記取得した業務の情報に基づき、前記複数の業務のそれぞれの周期性を算出する。
【００２２】
すなわち、業務周期性解析部１１８は、メタデータ作成部１０３、及びメタデータ周期解析部１０４を備える。メタデータ作成部１０３は、業務情報からメタデータ（業務情報を数値化したデータ）を作成する。メタデータ周期解析部１０４は、メタデータ作成部１０３が作成したメタデータに基づき、メタデータの周期成分を抽出する。
【００２３】
また、前記業務周期性解析部１１８は、業務選択部１０６１が前記選択した業務の周期性を算出する。
【００２４】
類似周期推定部１０５は、設備４にかかる負荷の周期性と、業務の周期性との間の類似性を推定する。なお、以下では、負荷の周期性、及び業務の周期性に関する情報を、周期情報という。
【００２５】
すなわち、類似周期推定部１０５は、類似性算出部１１９を備える。類似性算出部１１９は、前記算出した負荷の周期性と、前記算出した業務のそれぞれの周期性との間の類似性を算出する。
【００２６】
例えば、類似性算出部１１９は、業務選択部１０６１が前記算出した負荷の周期性と、業務周期性解析部１１８が前記選択した業務の周期性のそれぞれとの間の前記類似性を算出する。
【００２７】
メタデータ蓄積抽出部１１２は、メタデータ作成部１０３が作成したメタデータを蓄積し、また、抽出する。メタデータは、後述するメタデータＤＢ１１３に格納される。メタデータＤＢ１１３の詳細は後述する。
【００２８】
周期情報蓄積抽出部１１４は、類似周期推定部１０５が生成した周期情報を蓄積または抽出する。周期情報は、後述する周期情報ＤＢ１１５に格納される。周期情報ＤＢ１１５の詳細は後述する。
【００２９】
結果出力部１０７は、各種の情報を出力装置１５により出力する。具体的には、結果出力部１０７は、類似性出力部１０７１、及び位置対周期関係出力部１０７２を備える。
【００３０】
類似性出力部１０７１は、類似性算出部１１９が前記算出した類似性を示す情報を出力する。類似性を示す情報とは、例えば、後述する、類似性を示す数値である類似度、負荷の周期性及び業務の周期性を示す各数値、又は、負荷の周期性及び業務の周期性を比較する図（グラフ等）である。
【００３１】
位置対周期関係出力部１０７２は、前記設備４の位置と前記業務の周期性との関係を出力する。具体的には、前記位置対周期関係出力部１０７２は、前記設備４のそれぞれの位置と、前記複数の業務から前記類似性に基づき選択された業務の周期性との関係を出力する。
【００３２】
なお、以下では、説明の便宜のため、計算管理部１０１、設定入力部１０６、設備負荷周期性解析部１０２、業務周期性解析部１１８、類似周期推定部１０５、結果出力部１０７、メタデータ蓄積抽出部１１２、及び周期情報蓄積抽出部１１４を総称して、周期性影響推定部１００という。
【００３３】
次に、車両運行管理装置１０が管理する各データベースについて説明する。車両運行管理装置１０は、設備情報ＤＢ１０９、業務情報ＤＢ１１１、メタデータＤＢ１１３、周期情報ＤＢ１１５の各データベースを記憶している。
【００３４】
＜設備情報ＤＢ１０９＞
図４は、設備情報ＤＢ１０９の一例を示す図である。同図に示すように、設備情報ＤＢ１０９は、設備ＩＤ２０１、種別ＩＤ２０２、位置２０３、点検日２０４、点検値２０５の各項目を有する、少なくとも１つ以上のレコードを備えるデータベースである。設備情報ＤＢ１０９の内容は、例えば、入力装置１４を介したユーザからの入力に基づき設定される。
【００３５】
設備ＩＤ２０１には、各設備４を特定するための識別情報（以下、設備ＩＤという）が格納され、種別ＩＤ２０２には、設備ＩＤ２０１の設備４の種類を示す識別情報（以下、種別ＩＤという）が格納され、位置２０３には設備ＩＤ２０１の設備４の位置（以下、設備位置という）が格納され、点検日２０４には設備ＩＤ２０１の設備４を点検した日が格納され、点検値２０５には点検日２０４により特定される点検において測定された負荷（設備負荷）の値（以下、点検値という）が格納される。
【００３６】
なお、本実施形態では、位置２０３には、区間２の始端からの距離が格納されるものとするが、位置２０３に格納されるデータの内容はこれに限られず、位置を特定できればどのようなデータでもよい。例えば、緯度や経度のデータであってもよい。
【００３７】
また、点検値２０５における点検値は、種別ＩＤ２０２の内容に応じて異なる単位（例えば、圧力の単位や変位の単位）を有していてもよい。また、点検値２０５には、点検の種類に応じて複数の値が格納されている場合がある。また、点検値２０５には、後述する、メタデータの周期性の算出方法の数に応じて、複数の値が格納される場合がある。
【００３８】
このように、設備情報ＤＢ１０９は、各設備４の内容と、その設備４の位置と、その設備４にかかっている負荷と、その負荷がかかっていた日との間の関係を特定する。
【００３９】
＜業務情報ＤＢ１１１＞
業務情報ＤＢ１１１は、各業務に応じて、少なくとも１つ以上のデータベースから構成される。本実施形態では、業務情報ＤＢ１１１は、車両３の走行業務及びその時刻を記憶した業務情報ＤＢ１１１（１）と、運転士の運転業務及びその時刻を記憶した業務情報ＤＢ１１１（２）とを含む。
【００４０】
図５は、業務情報ＤＢ１１１（１）の一例を説明する図である。同図に示すように、業務情報ＤＢ１１１（１）は、テーブル３００、及びテーブル３１０を備える。テーブル３００は、業務情報のうち、駅ごとの車両３の着発に関する情報を記憶したデータベースであり、ダイヤＩＤ３０１、編成ＩＤ３０２、駅ＩＤ３０３、着発３０４、及び年月日時刻３０５の各項目を有する、少なくとも１つ以上のレコードを含んで構成されている。ダイヤＩＤ３０１には車両３の運行に対応する運行スケジュール（ダイヤ、又はスジ）を特定する識別情報（以下、ダイヤＩＤという）が格納され、編成ＩＤ３０２には、ダイヤＩＤ３０１が示すスジの運行を実施する編成の識別情報（以下、編成ＩＤという）が格納され、駅ＩＤ３０３には、車両３が発着する駅を特定する識別情報（以下、駅ＩＤという）が
格納され、着発３０４には、駅ＩＤの駅における車両３の到着、出発、又は通過の種別を特定する情報が格納され、年月日時刻３０５には、着発３０４が示す到着、出発、又は通過の時間を特定する情報が格納される。
【００４１】
テーブル３１０は、車両３が走行する位置を特定するための駅の位置に関する情報を記憶したデータベースであり、駅ＩＤ３１１、及び位置３１２の各項目を有する、少なくとも１つ以上のレコードを含んで構成されている。駅ＩＤ３１１には駅ＩＤ３０３に対応する駅ＩＤの情報が格納され、位置３１２には、駅ＩＤ３０３が示す駅ＩＤの駅の位置の情報が格納される。
【００４２】
このように、業務情報ＤＢ１１１（１）は、ダイヤＩＤ３０１、編成ＩＤ３０２、駅ＩＤ３０３、及び着発３０４により業務の種類又は内容（すなわち、当該業務が所定のスケジュールに従った車両３の運行業務であること）を特定し、年月日時刻３０５により業務の時刻を特定し、テーブル３１０により業務の位置を特定している。
【００４３】
図６は、業務情報ＤＢ１１１（２）の一例を説明する図である。同図に示すように、業務情報ＤＢ１１１（２）は、テーブル４００、及びテーブル４１０を備える。
【００４４】
テーブル４００は、運転士ＩＤ４０１、乗車年月日４０２、乗車時間４０３、及び乗車区間４０４の各項目を有する、少なくとも１つ以上のレコードを含んで構成されているデータベースである。運転士ＩＤ４０１には、運転士を識別する情報（以下、運転士ＩＤという）が格納され、乗車年月日４０２には、運転士ＩＤ４０１の運転士が運転業務を行う年月日の情報が格納され、乗車時間４０３には、運転士ＩＤ４０１の運転士が運転業務を行う時間帯の情報（開始時間及び終了時間）が格納され、乗車区間４０４には、運転士ＩＤ４０１の運転士が運転業務を行う区間の情報（以下、乗車区間という）が格納される。乗車区間は、例えば、始発駅の駅ＩＤと、終着駅の駅ＩＤを含む情報である。
【００４５】
テーブル４１０は、テーブル３１０と同様であり、駅ＩＤが格納される駅ＩＤ４１１、及び駅ＩＤ４１１の駅ＩＤの駅の位置が格納される位置４１２の各項目を有する、少なくとも１つ以上のレコードを含んで構成されているデータベースである。
【００４６】
このように、業務情報ＤＢ１１１（２）は、運転士ＩＤ４０１により業務の種類を特定し（すなわち、当該業務が車両３の所定のスケジュールに従った車両３の運行業務であること）、乗車年月日４０２及び乗車時間４０３により業務の時刻を特定し、乗車区間４０４及びテーブル４１０により業務が行われた位置を特定している。
【００４７】
以上のように、業務情報ＤＢ１１１は、各業務の内容（例えば、走行業務、運転業務）と、その業務が行われた時刻と、その業務が行われた位置との間の関係を特定している。
【００４８】
なお、業務情報ＤＢ１１１の内容は、例えば、入力装置１４を介して、ユーザからの入力に基づき設定される。
【００４９】
以上に説明した車両運行管理装置１０の機能は、車両運行管理装置１０のハードウエアによって、もしくは、車両運行管理装置１０のプロセッサ１１が、主記憶装置１２や補助記憶装置１３に格納されているプログラムを読み出して実行することにより実現される。なお、このプログラムは、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に記録したものであってもよい。
【００５０】
＜車両運行管理装置１０が行う処理＞
次に、車両運行管理装置１０が行う処理について説明する。
図７は、車両運行管理装置１０が行う処理（以下、全体処理という）の一例を説明するフローチャートである。全体処理は、例えば、車両運行管理装置１０が起動した場合や、入力装置１４にユーザから所定の入力が行われた場合に開始される。
【００５１】
同図に示すように、まず車両運行管理装置１０は、ユーザから、設備情報、及び業務情報の入力を受け付ける（Ｓ２４０１）。
【００５２】
ここで、設備情報、及び業務情報の入力の際に車両運行管理装置１０に出力される画面について説明する。
【００５３】
図８は、設備情報、及び業務情報の入力の際に出力される画面（以下、設定入力画面という）の一例を示す図である。同図に示すように、設定入力画面１６００は、設備負荷の周期性を算出する設備４の設備ＩＤ（又は設備ＩＤを特定する文字列）の入力（指定）を受け付ける分析対象設備入力欄１６０１と、設備負荷の周期性を算出する設備４の種別ＩＤ（又はその種別を特定する文字列）の入力（指定）を受け付けるメタデータ対象設備情報入力欄１６０２と、周期性を算出する業務の業務ＩＤ（又は業務を特定する文字列）の入力（指定）を受け付けるメタデータ対象業務情報入力欄１６０３とを備える。なお、これらの入力欄にはそれぞれ、複数の項目が入力されてもよい。
【００５４】
図９は、設定入力画面１６００において設定された業務のうち、設備負荷の周期性との比較を行う業務（以下、比較対象項目という）の入力を受け付ける画面（以下、比較対象レコード設定画面という）の一例を示す図である。
【００５５】
同図に示すように、比較対象レコード設定画面１７００は、各業務が表示される項目表示欄（メタＩＤ１７０１、ダイヤＩＤ１７０２、編成ＩＤ１７０３、車両ＩＤ１７０４、運転士ＩＤ１７０５、設備ＩＤ１７０６、点検値１７０７、位置１７０８、及び年月日時刻１７０９）と、各項目表示欄が示す業務に対して、設備負荷の周期性との比較を行うか否かの設定（比較対象項目の設定）をユーザから受け付ける入力欄（メタＩＤ１７１１、ダイヤＩＤ１７１２、編成ＩＤ１７１３、車両ＩＤ１７１４、運転士ＩＤ１７１５、設備ＩＤ１７１６、点検値１７１７、位置１７１８、及び年月日時刻１７１９）とを備える。同図の例では、入力欄が未設定（白色）の場合は、その項目に対しては設備負荷の周期性との比較は行われず、入力欄が設定済み（黒色）の場合は、その項目に対して、設備負荷の周期性との比較が行われる。
【００５６】
なお、このような比較対象項目の設定は、上記のようにユーザによる入力に基づき行われてもよいし、予め設定されたプログラムに基づいて自動的に行われてもよい。
【００５７】
次に、図７のＳ２４０２に示すように、車両運行管理装置１０は、Ｓ２４０１で指定された設備情報を取得する。具体的には、例えば、車両運行管理装置１０は、設備情報ＤＢ１０９のうち、設定入力画面で指定された設備ＩＤが設備ＩＤ２０１に格納されているレコードを全て取得する。
【００５８】
そして車両運行管理装置１０は、取得した設備情報に基づき、設備負荷の周期性を算出する処理（以下、設備負荷周期性解析処理という）を実行する（Ｓ２４０３）。設備負荷周期性解析処理の詳細は後述する。
【００５９】
また、車両運行管理装置１０は、Ｓ２４０１で指定された業務の業務情報を取得する（Ｓ２４０４）。具体的には、例えば、車両運行管理装置１０は、業務情報ＤＢ１１１から、設定入力画面１６００で指定された業務ＩＤが格納されている業務情報ＤＢ１１１のレコード（例えば、業務情報ＤＢ１１１（１）のレコードや、業務情報ＤＢ１１１（２）の
レコード）を全て取得する。
【００６０】
そして、車両運行管理装置１０は、Ｓ２４０４で取得した業務情報のメタデータを作成する処理（以下、メタデータ作成処理という）を行う（Ｓ２４０５）。そして、車両運行管理装置１０は、作成したメタデータの周期性を算出する処理（以下、メタデータ周期性解析処理という）を実行する（Ｓ２４０６）。メタデータ周期性解析処理の詳細は後述する。
【００６１】
車両運行管理装置１０は、Ｓ２４０３で算出した設備負荷の周期性と、Ｓ２４０６で算出したメタデータの周期性（各業務の周期性）とを比較する処理（以下、類似周期性推定処理という）を行う（Ｓ２４０７）。類似周期性推定処理の詳細は後述する。
【００６２】
そして車両運行管理装置１０は、Ｓ２４０７で行った処理の結果を出力する（Ｓ２４０８）。以上で全体処理は終了する（Ｓ２４０９）。
【００６３】
（設備負荷周期性解析処理）
ここで、設備負荷周期性解析処理の詳細について説明する。
【００６４】
図１０は、設備負荷周期性解析処理の詳細を説明するフローチャートである。同図に示すように、まず、車両運行管理装置１０は、Ｓ２４０２で取得した設備情報に基づきフーリエ変換を実施することにより、設備４の設備負荷の周期性を算出する（Ｓ６０１、Ｓ６０２）。具体的には、車両運行管理装置１０は、Ｓ２４０２で取得した各レコードについて、点検日２０４を時間、点検値２０５を設備負荷の値とした、設備負荷の時間関数をフーリエ変換することにより、設備負荷を少なくとも１つ以上の周期成分に分解する。
【００６５】
図１１は、分解された設備負荷の周期成分の一例をパワースペクトルにより示した図である。同図において、パワースペクトルの横軸は、各周期成分における周期の長さを表しており、横軸方向に進むほど周期が短くなっている。パワースペクトルの縦軸は振幅を表している。縦軸方向に伸びる棒の高さが、各周期成分の振幅の大きさを表している。
【００６６】
次に、図１０のＳ６０３に示すように、車両運行管理装置１０は、Ｓ６０２で算出した設備負荷の周期成分を含む情報を周期情報ＤＢ１１５に記憶（蓄積）する。以上で設備負荷周期性解析処理は終了する（Ｓ６０４）。
【００６７】
図１２は、設備負荷の周期成分を記憶した周期情報ＤＢ１１５の一例を示す図である。同図に示すように、この周期情報ＤＢ１１５（１）は、設備４の設備ＩＤが格納される設備ＩＤ８０１、設備ＩＤ８０１の設備４の設備負荷の周期成分における周期が格納される周期８０２、及び、設備ＩＤ８０１の設備４の設備負荷の周期成分における振幅が格納される振幅８０３の各項目を有する、少なくとも１つ以上のレコードを含んで構成されている。
【００６８】
（メタデータ作成処理）
次に、メタデータ作成処理の詳細を説明する。
【００６９】
図１３は、メタデータ作成処理の詳細を説明するフローチャートである。
【００７０】
車両運行管理装置１０はまず、Ｓ２４０２で取得された設備４の位置（以下、該当位置という）を取得する（Ｓ９０１）。具体的には、車両運行管理装置１０は、Ｓ２４０２で取得したレコードの位置２０３を取得する。
【００７１】
次に、車両運行管理装置１０は、該当位置で行われた業務の業務情報を取得する（Ｓ９０２）。具体的には、車両運行管理装置１０は、Ｓ２４０４で取得した業務情報のレコードのうち、該当位置で行われた業務の業務情報が記録されているレコードを全て取得する。
【００７２】
例えば、業務情報ＤＢ１１１（１）の例では、車両運行管理装置１０は、テーブル３１０の位置３１２を参照することにより、該当位置に最も近い位置にある駅ＩＤが記録されている、テーブル３００のレコードを取得する。なお、該当位置が駅と駅の間にある場合は、例えば車両運行管理装置１０は、該当位置を挟んで存在する両駅の位置を取得し、取得した両駅の位置を、該当位置で案分比例する（例えば、各業務情報のメタデータの重み付け平均和を計算する）ことにより、該当位置で行われた業務の業務情報のレコードを取得する。
【００７３】
そして、車両運行管理装置１０は、Ｓ９０２で取得した全ての業務情報のうち、同時刻に行われた業務の業務情報を互いに対応づけて、一つのレコードとして記憶する（Ｓ９０３）。具体的には、例えば、車両運行管理装置１０は、互いに同時刻の情報が格納されている、業務情報ＤＢ１１１（１）のレコード及び業務情報ＤＢ１１１（２）のレコードを、互いに対応づけて記憶する。
【００７４】
なお、互いに同時刻の情報を有する業務情報のレコードが存在しない場合には、例えば、車両運行管理装置１０は、任意の時刻における業務情報を、当該任意の時刻をはさむ２つの異なる時刻の情報が格納されている業務情報ＤＢ１１１（１）の２つのレコードで案分比例することにより、当該任意の時刻における業務情報のレコードを生成する。
【００７５】
車両運行管理装置１０は、Ｓ９０３で互いに対応付けて記憶した業務情報のメタデータを生成し、生成したメタデータをメタデータＤＢ１１３に蓄積する（Ｓ９０４）。以上でメタデータ作成処理は終了する（Ｓ９０５）。
【００７６】
＜メタデータＤＢ１１３＞
ここで、生成されるメタデータＤＢ１１３について説明する。
【００７７】
図１４は、メタデータＤＢ１１３の一例を説明する図である。メタデータＤＢ１１３は、業務情報を数値化したメタデータを格納したデータベースである。同図に示すように、メタデータＤＢ１１３は、メタＩＤ５０１、ダイヤＩＤ５０２、編成ＩＤ５０３、車両ＩＤ５０４、運転士ＩＤ５０５、設備ＩＤ５０６、点検値５０７、位置５０８、及び年月日時刻５０９の各項目を有する、少なくとも１つ以上のレコードを含んで構成されている。
【００７８】
メタＩＤ５０１には各メタデータを識別する情報（以下、メタＩＤという）が格納され、年月日時刻５０９には、業務が行われた時刻（日付及び時間）に関する情報が格納され、ダイヤＩＤ５０２には、年月日時刻５０９の時刻におけるダイヤのダイヤＩＤが格納され、編成ＩＤ５０３には、ダイヤＩＤ５０２のダイヤにおける編成の編成ＩＤが格納され、車両ＩＤ５０４には、ダイヤＩＤ５０２のダイヤに対応する車両３の車両ＩＤが格納され、運転士ＩＤ５０５には、車両ＩＤ５０４の車両３の運転士の運転士ＩＤが格納され、設備ＩＤ５０６には、設備４の設備ＩＤが格納され、点検値５０７には、設備ＩＤ５０６の設備４の点検値（設備負荷）が格納され、位置５０８には、点検値５０７の点検値が得られた点検を行った、設備ＩＤ５０６の設備４の位置（以下、点検位置という）の情報が格納される。
【００７９】
なお、ダイヤＩＤ５０２には複数のダイヤＩＤが格納され、これに応じて車両ＩＤ５０４、及び運転士ＩＤ５０５には、それぞれ複数の車両ＩＤ、及び複数の運転士ＩＤが格納
される場合がある。また、点検値５０７には、複数の点検値が格納される場合がある。
【００８０】
このように、メタデータＤＢ１１３は、メタＩＤ５０１、ダイヤＩＤ５０２、編成ＩＤ５０３、車両ＩＤ５０４、運転士ＩＤ５０５、位置５０８、及び年月日時刻５０９により各業務の業務情報を特定し、設備ＩＤ５０６、点検値５０７、位置５０８、及び年月日時刻５０９により設備情報を特定する。
【００８１】
（メタデータ周期性解析処理）
次に、メタデータ周期性解析処理の詳細を説明する。
【００８２】
図１５は、メタデータ周期性解析処理の詳細を説明するフローチャートである。同図に示すように、車両運行管理装置１０は、メタデータ作成処理で作成したメタデータを取得する（Ｓ１００１）。そして、車両運行管理装置１０は、取得したメタデータにおける各業務情報を数値化する（Ｓ１００２）。すなわち、車両運行管理装置１０は、各離散値カラムの数量化を実施する。
【００８３】
離散値カラムとは、数値ではなく記号や識別子でその内容が表現されているカラムを指す。離散値カラムの数量化については様々な方法が考えられるが、例えば数量化Ｉ類の方法に従い、離散値カラムの数に応じたカラム数を設定し、設定したカラム数の離散値カラムのそれぞれに対して、そのカラムに対応する業務が行われた場合には０を設定し、そのカラムに対応する業務が行われなかった場合には０を設定する方法がある。
【００８４】
次に車両運行管理装置１０は、Ｓ１００２で数値化された各業務に基づき、同時刻に行われた業務のメタデータの全てを数量化する（Ｓ１００３）。具体的には、車両運行管理装置１０は、各業務情報を、業務情報ＤＢ１１１のレコード単位で数量化する。
【００８５】
この数量化についても様々な方法が考えられるが、ここでは、メタデータをベクトル化して内積公式を用いる例を説明する。すなわち、以下のような、２つのＮ次元ベクトルの内積により数量化を行う。
【００８６】
ａ・ｂi＝｜ａ｜｜ｂi｜ｃｏｓθ  ・・・（式１）
【００８７】
ｂi＝１（業務ｉが数量化を行う業務である場合）  ｏｒ  ０（業務ｉが数量化を行わ
ない業務である場合）  ・・・（式２）
【００８８】
ここで、ａは、Ｓ１００２で数値化された各業務の離散値カラムをベクトルにしたものであり（例えば、離散値カラムの総数がＮ個の場合はＮ次元ベクトルにする）、ｂiにおけ
るｉは各業務を特定する番号である。
【００８９】
ここで、図１６は、全ての業務を数量化する場合の離散値カラムの例である。同図に示すように、この離散値カラムは、メタＩＤ１３０１、ダイヤＩＤ１３０２、編成ＩＤ１３０３、車両ＩＤ１３０４、運転士ＩＤ１３０５、設備ＩＤ１３０６、点検値１３０７、及び年月日時刻１３０９の各業務を有し、それぞれの業務を示す情報が設定されている。また、図１７は、一部の業務のみを数量化する場合の離散値カラムの例である。同図に示すように、この離散値カラムでは、ダイヤＩＤ１４０２、編成ＩＤ１４０３、及び運転士ＩＤ１４０５の各業務が数量化の対象から除外されており、除外された業務を示す情報には「０」が設定される。
【００９０】
車両運行管理装置１０は、式１及び式２により得られたθ（ｃｏｓθ）を、同時刻に行われた各業務のメタデータを数量化した値とする。なお、式１及び式２では、業務の種類
（ｂiの種類）に応じて、計算対象のデータも増減する。
【００９１】
このようにして、車両運行管理装置１０は、各時刻において、その時刻に行われた全ての業務のメタデータを数量化する。
【００９２】
次に、図１５のＳ１００４に示すように、車両運行管理装置１０は、Ｓ１００３で数量化されたメタデータに対してフーリエ変換を行うことにより、数量化されたメタデータを複数の周期成分に分解する（Ｓ１００４）。
【００９３】
ここで、図１８は、分解されたメタデータの周期成分をパワースペクトルにより示した例である。このパワースペクトルにおいて、横軸は周期を表しており、横軸方向に進むほど周期が短くなっている。パワースペクトルにおいて、縦軸は振幅を表している。縦軸方向に伸びる棒の高さが、各周期成分の振幅の大きさを表している。
【００９４】
次に、図１５のＳ１００５に示すように、車両運行管理装置１０は、Ｓ１００４で周期成分に分解したメタデータを、周期情報ＤＢ１５５に蓄積（記憶）する。以上で、メタデータ周期性解析処理は終了する（Ｓ１００６）。
【００９５】
図１９は、周期情報ＤＢ１１５の一例を示す図である。同図に示すように、この周期情報ＤＢ１１５（２）は、メタＩＤが格納されるメタＩＤ１５０１、Ｓ１００２乃至Ｓ１００４で行った計算手法を識別する情報（以下、枝ＩＤという）が格納される枝ＩＤ１５０２、枝ＩＤ１５０２の計算手法により算出された周期成分の周期が格納される周期１５０３、及び、枝ＩＤ１５０２の計算手法により算出された周期成分の振幅が格納される振幅１５０４の各項目を有する、少なくとも１つ以上のレコードを含んで構成されている。
【００９６】
（類似周期性推定処理）
次に、類似周期性推定処理の詳細を説明する。
【００９７】
図２０は、類似周期性推定処理の詳細を説明するフローチャートである。同図に示すように、車両運行管理装置１０は、設備情報周期性解析処理で算出した、設備負荷の周期成分を取得する（Ｓ１２０１）。具体的には、例えば、車両運行管理装置１０は、データベース８００の全レコードを取得する。
【００９８】
また、車両運行管理装置１０は、メタデータ周期性解析処理で算出した、メタデータの各周期成分を取得する（Ｓ１２０２）。具体的には、例えば、車両運行管理装置１０は、メタデータ周期情報ＤＢ１１５（２）の各レコードを取得する。
【００９９】
そして、車両運行管理装置１０は、Ｓ１２０１で取得した設備負荷の周期成分と、Ｓ１２０２で取得したメタデータの各周期成分との間の類似度（類似性を示す数値）を算出する（Ｓ１２０３）。
【０１００】
類似度の算出方法としては様々な方法が考えられるが、例えば、車両運行管理装置１０は、前記の式１及び式２において、設備負荷のベクトルをａとし、各メタデータのベクトルをｂとすることで、θ（ｃｏｓθ）を算出し、算出したこれらの値を前記類似度として算出する。
【０１０１】
車両運行管理装置１０は、各メタデータのうち、設備負荷の周期成分との間の類似度が最も高かったメタデータを特定し、記憶する（Ｓ１２０４）。すなわち、車両運行管理装置１０は、設備負荷の周期と最も分布が近い業務を特定する。
【０１０２】
そして、車両運行管理装置１０は、算出した類似度を記憶（蓄積）する（Ｓ１２０５）。以上で、類似周期性推定処理は終了する。
【０１０３】
ここで、類似周期性推定処理において出力される画面について説明する。
【０１０４】
図２１は、類似周期性推定処理に際して出力される画面の一例である。同図に示すように、この画面１８００は、設定入力画面１６００で設定された設備４の内容が出力される分析対象設備表示欄１８０１と、各メタデータ（業務）について各計算方法で算出した類似度を一覧表示すると共にその類似度の選択を受け付ける類似度入力表示欄１８０２と、類似度入力表示欄１８０２により選択された類似度に関するグラフが表示されるグラフ表示欄１８０３とを有している。
【０１０５】
類似度入力表示欄１８０２では、最も高かった類似度の項目に対して強調表示（例えば、色付き表示）がなされる。また、グラフ表示欄１８０３において、グラフの横軸はメタＩＤ及び枝ＩＤの値を示しており、横軸方向に向かってメタＩＤ及び枝ＩＤの合計値が大きくなる。また、グラフの縦軸は類似度を示しており、縦軸方向に向かって類似度の値が大きくなる。
【０１０６】
図２２は、類似周期性推定処理に際して出力される画面の他の一例である。同図に示すように、この画面１９００は、設備負荷における各周期成分の周期及びその振幅の関係を示すグラフが表示される設備負荷グラフ表示欄１９０１と、各メタデータについて、各周期成分の周期及びその振幅の関係を示すグラフが表示されるメタデータグラフ表示欄１９０２と、設備負荷グラフ表示欄１９０１のグラフが示す周期性とメタデータグラフ表示欄１９０２のグラフが示す各周期性との間の類似度がそれぞれ表示される類似度表示欄１９０３とを有している。
【０１０７】
この画面１９００により、ユーザは、設備４に周期的にかかっている負荷について、その負荷の原因となっている業務や設備４を容易に発見することができる。例えば、ユーザは、各業務の周期性と、設備負荷の周期積との間の関係である各類似度のうち、当該設備負荷との間の類似度が最も近い業務が、設備負荷の原因であると推定することができる。
【０１０８】
このように、本実施形態の車両運行管理システム１によれば、車両３が走行する区間２における所定位置に設けられた設備４にかかる負荷の周期性を算出し、車両３の運行に関連して行われる複数の業務のそれぞれの周期性を算出し、算出した負荷の周期性と、算出した業務のそれぞれの周期性との間の類似度を算出し、算出した類似度を出力するので、設備４にかかる負荷が、車両３の運行に関連して行われる複数の業務のうちどの業務に起因しているかを容易に知ることができる。
【０１０９】
特に、今後ICT(Information and Communication Technology)の進展に伴い、車両３の
運行や設備４に関する情報が大量に取得されるようになっていくことが予想される。これにより、設備４にかかる負荷の原因をより容易かつ正確に特定することができるようになる。
【０１１０】
また、本実施形態の車両運行管理システム１によれば、選択した業務の周期性を算出し、前記算出した負荷の周期性と、前記選択した業務の周期性のそれぞれとの間の類似度を算出するので、設備４にかかる負荷が、車両３の運行に関連して行われる複数の業務のうちどの業務に起因しているかを容易に、かつ迅速に知ることができる。
【０１１１】
また、本実施形態の車両運行管理システム１によれば、設備４のそれぞれの位置と、複数の業務から類似度に基づき選択された業務の周期性との関係を出力するので、区間２内
においてどのような周期の業務が設備負荷の原因となっているかを容易に知ることができる。これにより、区間２に設けられた各設備４にかかる負荷と業務との関係を容易に知ることができる。
【０１１２】
＜＜第２実施形態＞＞
本実施形態の車両運行管理装置１０は、第１実施形態で説明した処理に加えて、算出した類似性に基づき、区間２のうち指定された区間の全ての設備４と業務負荷との間の周期的関係を算出する処理（以下、連続度及び総影響度算出処理という）を実行する。
【０１１３】
本実施形態における車両運行管理装置１０のハードウェア構成は、第１実施形態と同様である。
【０１１４】
図２３は、本実施形態の車両運行管理装置１０が備える機能を説明する図である。なお、同図において、第１実施形態において付された符号と同じ符号により示された機能は、第１実施形態の車両運行管理装置１０と同様の機能を備える。
【０１１５】
さらに、本実施形態では、前記設備負荷周期性解析部１０２は、前記指定された区間における複数の前記設備４のそれぞれにかかる負荷の周期性を算出する。
【０１１６】
また、前記業務周期性解析部１１８は、前記業務情報取得部１１０が前記取得した業務の情報に基づき、前記指定された区間における前記複数の業務のそれぞれの周期性を算出し、さらに、前記複数の業務から選択された、前記指定された区間における業務の前記周期性を算出した回数を計数する。
【０１１７】
さらに、前記業務周期性解析部１１８は、算出した回数に基づき、前記指定された区間において前記業務の周期性を算出した頻度（以下、連続度という）を算出する。
【０１１８】
また、前記類似性算出部１１９は、前記算出した類似性、及び、前記業務周期性解析部１１８が前記取得した回数に基づき、前記指定された区間における、前記負荷の周期性と、前記業務の周期性のそれぞれとの間の前記類似性である総影響度を算出する。
【０１１９】
さらに、本実施形態の車両運行管理装置１０は、結果出力部１０７として、区間対周期関係出力部１０７３を備える。
【０１２０】
前記区間対周期関係出力部１０７３は、業務周期性解析部１１８が前記計数した回数に基づく情報（連続度）を出力する。また、前記区間対周期関係出力部１０７３は、前記類似性算出部１１９が前記算出した総影響度を出力する。なお、前記指定された区間（以下、指定区間ともいう）は、例えば、ユーザによる入力により指定される。
【０１２１】
図２４は、連続度及び総影響度算出処理を説明するフローチャートである。同図に示すように、まず車両運行管理装置１０は、ユーザから、指定区間の入力を受け付ける（Ｓ２２０１）。
【０１２２】
次に、車両運行管理装置１０は、全体処理により、指定区間に設けられている複数の設備４のそれぞれにかかる負荷の周期性を算出する。また、車両運行管理装置１０は、全体処理により、指定区間において行われた複数の業務のそれぞれの周期性を算出する（Ｓ２２０２）。具体的には、車両運行管理装置１０は、指定区間における全ての設備４の設備負荷の周期成分、及び指定区間における全てのメタデータの周期成分（周期及び振幅）を算出する。
【０１２３】
そして、車両運行管理装置１０は、指定区間における連続度を算出する処理（以下、連続度算出処理という）を実行する（Ｓ２２０３）。
【０１２４】
図２５は、連続度算出処理を説明するフローチャートである。同図に示すように、車両運行管理装置１０は、指定区間の各業務の周期性を取得する（Ｓ２３０１）。具体的には、例えば、車両運行管理装置１０は、Ｓ２２０２で算出した業務の周期性のうち、指定区間において行われた業務の周期性を全て取得する。
【０１２５】
次に、車両運行管理装置１０は、取得した業務の各周期性のうち一つの周期性を選択し、選択した周期性につき、ノイズ除去（しきい値計算）を行う（Ｓ２３０２）。
【０１２６】
具体的には、例えば、車両運行管理装置１０はまず、Ｓ２２０２で取得した全てのメタデータの周期成分の振幅のうち、その大きさが上位５％以上に入る振幅（例えば、取得した全ての振幅のうち上位５％の大きさを有する振幅）の大きさ（信号／ノイズを分けるためのしきい値）を算出する。そして、車両運行管理装置１０は、取得したメタデータの各周期のうち一つの周期を選択し、選択した周期成分を有する、指定区間におけるメタデータのうち、その振幅が上記しきい値を超えるメタデータの数を計数する（Ｓ２３０３）。
【０１２７】
車両運行管理装置１０は、Ｓ２３０３で計算したメタデータの数を、指定区間における全メタデータの数で除算する（Ｓ２３０４）。これにより、指定区間における、前記選択した周期成分の頻度（連続度）が算出される。
【０１２８】
車両運行管理装置１０は、メタデータの全ての周期について連続度を算出したか否かを判断し（Ｓ２３０５）、連続度を算出していない周期成分がある場合には（Ｓ２３０５：ＮＯ）、その周期成分を選択してＳ２３０３の処理に戻る。一方、連続度を算出していない周期成分がない場合は（Ｓ２３０５：ＹＥＳ）、処理はＳ２３０６に進む。
【０１２９】
Ｓ２３０６において車両運行管理装置１０は、Ｓ２３０４で算出した連続度を出力する。以上で連続度算出処理は終了する（Ｓ２３０７）。
【０１３０】
図２６は、連続度算出処理により出力される画面の一例である。同図に示すように、この画面２０００には、指定区間上の位置を横軸、その位置で行われた業務の各周期成分の周期を縦軸に有するグラフ２００１が表示される。グラフ２００１には、指定区間上の位置に対する、各周期成分の周期の分布２００２〜２００４が表示される。また、画面２０００には、各周期成分の周期２００５、及び各周期成分の周期２００２〜２００４の連続度２００６が表示される。
【０１３１】
次に、図２４のＳ２２０４に示すように、車両運行管理装置１０は、全体処理で算出した類似度、及び、連続度算出処理で算出した連続度を乗算することにより、指定区間における総影響度を算出する。
【０１３２】
車両運行管理装置１０は、Ｓ２２０３で前記算出した総影響度を出力する（Ｓ２２０４）。以上で連続度及び総影響度算出処理は終了する（Ｓ２２０６）。
【０１３３】
図２７は、総影響度を表示した画面の一例を示す図である。同図に示すように、この画面２２００には、各メタデータの周期２２０１、連続度算出処理で算出されたメタデータの連続度２２０２、連続度２２０２の連続度を算出した指定区間２２０３、所定の閾値を超える類似度を有しているメタデータの業務（関連業務２２０４）、関連業務２２０４に対応するメタデータと設備負荷との間の類似度（関連業務類似度２２０５）、及び、総影響度算出処理で算出された総影響度２２０６がそれぞれ表示される。なお、関連業務２２
０４は、関連業務類似度２２０５が示す類似度に対応して、昇順に表示される。
【０１３４】
このように、本実施形態の車両運行管理システム１によれば、複数の業務から選択された、所定区間における業務の周期性を算出した回数を計数し、計数した回数に基づく情報（連続度）を出力するので、ユーザは、選択された業務について、所定区間において顕著に表れた周期性を知ることができる。これにより、ユーザは、設備負荷と特に関連性が高い業務が行われるタイミングを推定することができる。
【０１３５】
また、本実施形態の車両運行管理システム１によれば、所定区間における、負荷の周期性と、業務の周期性のそれぞれとの間の類似性である総影響度を算出し、算出した総影響度を出力するので、ユーザは、車両３が運行される所定区間に応じて、設備負荷と特に関連性が高い業務を推定することができる。
【０１３６】
このように、本実施形態の車両運行管理システム１によれば、車両３の線区（走行区間）全体で周期的な影響を与える業務や設備について的確な情報を得ることができる。
【０１３７】
なお、本実施形態では、総影響度は、連続度及び類似度の積であるとしたが、連続度、類似度、及び指定区間の長さの積としてもよい。
【０１３８】
＜＜第３実施形態＞＞
第３実施形態の車両運行管理システム１は、第１実施形態又は第２実施形態の車両運行管理システム１の構成を前提として、算出した類似度の情報に基づき、車両３の走行による設備負荷が軽減するように当該車両３の走行を制御し、また、設備設備を軽減させるための業務の情報を提供する構成を備える。
＜車両運行管理システム１の構成＞
【０１３９】
図２８は、本実施形態に係る車両運行管理システム１の構成の一例を示す図である。同図に示すように、車両運行管理システム１には、第１実施形態の車両運行管理システム１と同様に、区間２において、車両３の走行等による負荷がかかる設備４と、車両運行管理装置１０とが設けられている。
【０１４０】
そして、本実施形態の車両運行管理装置１０は、通信ネットワーク８を介して、各車両３、及び各設備４と通信可能に接続している。通信ネットワーク８は、例えばＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）、インターネット、専用線などの、
有線又は無線の通信網である。
【０１４１】
＜車両運行管理装置１０及び車両３の機能＞
車両運行管理装置１０のハードウェア構成は第１実施形態と同様であるので、ここでは、車両運行管理装置１０が備える機能について説明する。また、車両３が備える機能についても説明する。
【０１４２】
図２９は、車両運行管理装置１０及び車両３が備える機能の一例を説明する図である。同図において、第１実施形態において付された符号と同じ符号により示された機能は、第１実施形態と同様であるので、説明は省略する。
【０１４３】
本実施形態の車両運行管理装置１０は第１実施形態の車両運行管理装置１０が備える機能に加えて、設備情報通信部２３０２、設備情報蓄積部２３０３、業務情報通信部２３０５、業務情報蓄積部２３０６、車両３の運行を管理する運行管理部２３０７、運行指示通信部２３０８、設備４を管理する設備管理部２３１２、及び対処立案部２３１３の各機能を備える。
【０１４４】
設備情報通信部２３０２は、各設備４に設けられた設備センサ２３０１と通信する。設備センサ２３０１は、例えば圧力センサであり、設備４の設備情報を、定期的に又は予め設定されたタイミングで、設備情報通信部２３０２からの要求に基づき取得し、取得した設備情報を、設備情報通信部２３０２に送信する。
【０１４５】
設備情報蓄積部２３０３は、設備情報通信部２３０２が受信した設備情報を取得し、取得した設備情報を、設備情報ＤＢ１０９に蓄積する。
【０１４６】
業務情報通信部２３０５は、車両３、設備４、運転士、又は設備４の保守員（いずれも不図示）等の業務を行う物又は人（以下、業務対象７という）に取り付けられた業務センサ２３０４と通信する。業務センサ２３０４は、例えばＧＰＳ機能を備えた情報処理装置であり、業務対象７の業務情報を、定期的に又は予め設定されたタイミングで、業務情報通信部２３０５からの要求に基づき取得し、取得した業務情報を、業務情報通信部２３０５に送信する。
【０１４７】
業務情報蓄積部２３０６は、業務情報通信部２３０５が受信した業務情報を取得し、取得した業務情報を、業務情報ＤＢ１１１に蓄積する。なお、その後、周期性影響推定部１００は、第１実施形態と同様に、設備情報ＤＢ１０９、及び業務情報ＤＢ１１１に基づき、負荷の周期性と、業務のそれぞれの周期性との間の類似性を算出する。
【０１４８】
運行管理部２３０７は、車両関連業務特定部２３１５を備える。車両関連業務特定部２３１５は、前記算出したそれぞれの類似性に基づき、前記車両３の運行に関連して行われる複数の業務のうち、前記算出した負荷の周期性の形成に寄与している、前記車両３に関連する業務（以下、関連車両業務という）を特定する。
【０１４９】
例えば、前記車両関連業務特定部２３１５は、前記算出したそれぞれの類似性に基づき、前記車両３の運行に関連して行われる複数の前記車両３に関する業務のうち、前記算出した負荷の周期性に類似する周期性を有する前記車両３の走行を行う業務を特定する。
【０１５０】
運行指示通信部２３０８は、前記負荷の周期性の形成に寄与している車両３に、前記設備４にかかる負荷を変化させる走行を指示する信号である運行指示メッセージ２３０９を送信する。
【０１５１】
例えば、前記運行指示通信部２３０８は、前記特定された業務に対応する前記車両３に対して、前記車両３が前記負荷がかかる設備４の位置を走行する際に、前記車両３の速度を低下させる信号を送信する。
【０１５２】
設備管理部２３１２は、設備関連業務特定部２３１７を備える。設備関連業務特定部２３１７は、前記算出したそれぞれの類似性に基づき、前記車両３の運行に関連して行われる複数の業務のうち、前記算出した負荷の周期性の形成に寄与している、前記設備４に関する業務（以下、関連設備業務という）を特定する。
【０１５３】
対処立案部２３１３は、前記設備４にかかる負荷を変化させる業務の情報を生成し、生成した前記業務の情報を出力する。
【０１５４】
なお、以上に説明した車両運行管理装置１０の機能に、第２実施形態の車両運行管理装置１０が備える機能を加えてもよい。
【０１５５】
次に、本実施形態の車両３は、運行指示受信部２３１０、及び運行制御部２３１１を備
える。
【０１５６】
運行指示受信部２３１０は、運行指示通信部２３０８から送信されてきた運行指示メッセージ２３０９を受信する。運行制御部２３１１は、運行指示受信部２３１０が受信した運行指示メッセージ２３０９に基づき、車両３の走行の制御（例えば、速度制御）を行う。
【０１５７】
＜車両運行管理システム１が行う処理＞
次に、本実施形態の車両運行管理システム１が行う処理について説明する。
【０１５８】
図３０は、本実施形態の車両運行管理システム１が行う処理のうち、車両３の走行を制御し、また、設備設備を軽減させるための業務の情報を提供する処理（以下、負荷低減対策処理という）の一例を説明するフローチャートである。
【０１５９】
同図に示すように、まず車両運行管理装置１０は、各設備４の設備情報、及び各業務対象の業務情報を取得する（Ｓ２９０１）。具体的には、例えば車両運行管理装置１０は、設備情報ＤＢ１０９及び業務情報ＤＢ１１１に蓄積されている設備情報及び業務情報を取得する。
【０１６０】
次に、車両運行管理装置１０は、Ｓ２９０１で取得した各設備４の設備情報、及び各業務対象の業務情報に基づき、関連車両業務、及び関連設備業務を特定する（Ｓ２９０２）。
【０１６１】
具体的には、例えば車両運行管理装置１０は、設備４のうち一つの設備４を選択し、全体処理により、選択した設備４の設備負荷の周期性と、各車両３の運転業務の周期性との間の類似度をそれぞれ算出し、算出したそれぞれの類似度に基づき、選択した設備負荷との間の類似度が最も高かった運転業務及び当該運転業務に対応する車両３を関連車両業務として特定する。
【０１６２】
また、例えば車両運行管理装置１０は、設備４のうち一つの設備４を選択し、全体処理により、選択した設備４の設備負荷の周期性と、車両３の運行に関連して行われる設備４の業務の周期性との間の類似度をそれぞれ算出し、算出したそれぞれの類似度に基づき、選択した設備負荷との間の類似度が最も高かった業務及び当該業務に対応する設備４を関連設備業務として特定する。
【０１６３】
なお、関連車両業務、及び関連設備業務の特定は、上記のように双方とも行われもよいし、どちらか一方のみが行われてもよい。
【０１６４】
車両運行管理装置１０は、Ｓ２９０２で特定した関連車両業務に基づき、関連車両業務に対応する車両３に対して、運行指示メッセージ２３０９を送信する（Ｓ２９０３）。
【０１６５】
具体的には、例えば車両運行管理装置１０は、上記選択した設備４を通過する前記特定した車両３に対して、上記選択した設備４を通過する場合に速度（例えば、最高速度）を低下させる旨の運行指示メッセージ２３０９を送信する。
【０１６６】
より具体的には、例えば車両運行管理装置１０は、前記特定した車両３を運転している運転士による運転速度と、運行指示メッセージ２３０９が示す最高速度とを比較し、当該運転士による現在の運転速度が運行指示メッセージ２３０９が示す最高速度を超過している場合は、当該最高速度まで前記特定した車両３を減速する制御信号を生成し、生成した制御信号に基づき、前記特定した車両３を減速させる。また、あるいは運行指示メッセー
ジ２３０９に最大加速又は減速の情報が含まれている場合は、その最大加速又は減速の範囲内で前記特定した車両３を走行させる。
【０１６７】
運行指示メッセージ２３０９を受信した車両３は、受信した運行指示メッセージ２３０９に基づき走行を行う。具体的には、例えば、車両３は、上記選択した設備４を通過する場合に速度（例えば、最高速度）を減少させる走行を行う。
【０１６８】
また、車両運行管理装置１０は、Ｓ２９０２で特定した関連設備業務に基づき、設備４にかかる負荷を軽減させる業務の情報（対策情報）を生成する。そして車両運行管理装置１０は、その設備４にかかる負荷を軽減させる業務の情報（対策情報）を生成する（Ｓ２９０５）。
【０１６９】
具体的には、例えば車両運行管理装置１０は、前記特定した設備４に関して、当該設備４に関する業務の実施頻度を減らす旨の情報を生成し、生成した情報を出力する。
【０１７０】
このように、本実施形態の車両運行管理システム１によれば、車両３の運行に関連して行われる複数の業務のうち、負荷の周期性の形成に寄与している、車両３に関連する業務を特定し、負荷の周期性の形成に寄与している車両３に、設備４にかかる負荷を変化させる走行を指示する信号を送信し、車両３は、受信した信号に基づき走行するので、車両３の走行が原因となって生じる、設備４に対する負荷を変更する（例えば低減させる）ことができる。
【０１７１】
特に、本実施形態の車両運行管理システム１は、車両３に関する業務のうち、負荷の周期性に類似する周期性を有する車両３の走行を行う業務を特定し、特定された業務に対応する車両３に対して、その車両３が前記負荷がかかる設備４の位置を走行する際に、その車両３の速度を低下させる信号を送信するため、設備負荷を抑えた車両３の走行を自動的に行うことが可能となる。
【０１７２】
また、本実施形態の車両運行管理システム１によれば、車両３の運行に関連して行われる複数の業務のうち、負荷の周期性の形成に寄与している、設備４に関する業務を特定し、その設備４にかかる負荷を変化させる業務の情報を生成し、生成した業務の情報を出力するので、負荷の原因となっている業務に関して、その業務が設備４にかかる負荷を変化させる（例えば軽減させる）ことができる。これにより、設備負荷を抑えた運行業務を自動的に行うことが可能となる。
【０１７３】
以上の実施形態の説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれる。
【符号の説明】
【０１７４】
１  車両運行管理システム、２  区間、３  車両、４  設備、１０  車両運行管理装置、１０２  設備負荷周期性解析部、１１８  業務周期性解析部、１１９  類似性算出部、１０７１  類似性出力部
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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