(57)【要約】  高密度な路線に対してもダイヤ乱れの早期回復と乗客の利便性の双方を踏まえた運転整理案をより短い時間で作成可能な運転整理案自動作成装置を提供すること。運転整理案自動作成装置は、計画ダイヤにおける列車の出発予定時刻または到着予定時刻と運転整理案をもとに運転整理案の列車種別ごとの利便性を計算する利便性計算部４と、運転整理案と計画ダイヤとの比較から求められるダイヤ乱れ回復時刻と現在時刻との差分をもとにダイヤ乱れからの回復度を計算する回復度計算部５と、運転整理案を作成する際に課されるべき制約条件および運転整理案をもとに制約違反量を計算する制約違反量計算部６と、計画ダイヤ、実績ダイヤ、回復度、利便性および制約違反量をもとに運転整理案を作成する運転整理案作成部７と、を備える。
2016143606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
計画ダイヤを格納する計画ダイヤ格納部と、
実績ダイヤを格納する実績ダイヤ格納部と、
運転整理案を作成する際に課されるべき制約条件を格納する制約条件格納部と、
前記計画ダイヤにおける列車の出発予定時刻または到着予定時刻と前記運転整理案をもとに前記運転整理案の列車種別ごとの利便性を計算する利便性計算部と、
前記運転整理案と前記計画ダイヤとの比較から求められるダイヤ乱れ回復時刻と現在時刻との差分をもとにダイヤ乱れからの回復度を計算する回復度計算部と、
前記制約条件および前記運転整理案をもとに前記運転整理案の前記制約条件に対する制約違反量を計算する制約違反量計算部と、
前記利便性、前記回復度および前記制約違反量を用いて定義される評価値に基づいて、前記運転整理案を作成する運転整理案作成部と、
前記運転整理案を格納する運転整理案格納部と、
を備え、
前記運転整理案作成部は、前記運転整理案の初期案を予め決められた修正方法に従って修正して運転整理案候補を作成し、前記運転整理案候補の評価値が前記運転整理案の初期案の評価値に比べて改善される場合には、前記運転整理案候補を前記修正方法に従って修正して次の運転整理案候補を作成し、前記次の運転整理案候補の評価値が前記運転整理案候補の評価値に比べて改善される限りは前記次の運転整理案候補を前記修正方法に従って修正する処理を繰り返し、前記次の運転整理案候補の評価値が前記運転整理案候補の評価値に比べて改善されないときに当該運転整理案候補を前記運転整理案として採用することを特徴とする運転整理案自動作成装置。
【請求項２】
前記評価値は、
前記利便性、前記回復度および前記制約違反量の荷重和として定義されることを特徴とする請求項１に記載の運転整理案自動作成装置。
【請求項３】
前記運転整理案作成部は、前記運転整理案を前記運転整理案格納部に格納する際に、前記運転整理案に前記運転整理案の作成時刻に関する情報を付与して前記運転整理案を格納し、
前記運転整理案作成部は、前記運転整理案格納部に格納された最新の作成時刻の運転整理案を前記運転整理案の初期案とすることを特徴とする請求項１または２に記載の運転整理案自動作成装置。
【請求項４】
前記計画ダイヤおよび前記実績ダイヤをもとに現在時刻からのダイヤ乱れ状況を予測する列車運行予測部を備え、
前記運転整理案作成部は、前記列車運行予測部が予測した結果を前記運転整理案の初期案とすることを特徴とする請求項１または２に記載の運転整理案自動作成装置。
【請求項５】
前記利便性計算部は、前記計画ダイヤにおける列車の出発予定時刻をもとに方面、列車種別、駅および時間帯ごとの列車の平均出発時間間隔を計算した後、前記平均出発時間間隔に対して前記運転整理案における方面、列車種別、駅および時間帯ごとの列車の出発時間間隔のずれの総和を利便性として計算し、または前記計画ダイヤにおける列車の到着予定時刻をもとに方面、列車種別、駅および時間帯ごとの列車の平均到着時間間隔を計算した後、前記平均到着時間間隔に対して前記運転整理案における方面、列車種別、駅および時間帯ごとの列車の到着時間間隔のずれの総和を利便性として計算することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の運転整理案自動作成装置。
【請求項６】
駅ごとの番線変更による乗客移動時間を格納する乗客移動時間格納部を備え、
前記利便性計算部は、前記計画ダイヤ、前記実績ダイヤ、前記乗客移動時間格納部に格納された乗客移動時間をもとに列車の番線変更に伴う駅および時間帯ごとの乗客移動時間を計算し、前記出発時間間隔のずれの総和、または前記到着時間間隔のずれの総和に加算したものを利便性として計算することを特徴とする請求項５に記載の運転整理案自動作成装置。
【請求項７】
前記制約条件格納部が、
列車種別および駅ごとの最小停車時間と、
列車種別および終端駅ごとの最小折り返し時間と、
方面および列車種別ごとの各駅から次駅までの最小走行時間と、
駅ごとの先行列車と後続列車間の最小出発時間間隔と、
駅ごとの先行列車と後続列車間の最小到着時間間隔と、
を制約条件として格納することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の運転整理案自動作成装置。
【請求項８】
運用変更情報を変更情報設定画面から設定可能な変更情報設定部と、
前記変更情報設定部で設定された変更情報を格納する変更情報格納部と、を備え、
前記運転整理案作成部は、前記次の運転整理案候補の評価値が前記運転整理案候補の評価値に比べて改善された場合には、前記利便性、前記回復度、前記制約違反量、前記計画ダイヤ、前記実績ダイヤおよび前記変更情報をもとに前記次の運転整理案候補を前記修正方法に従って修正することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の運転整理案自動作成装置。
【請求項９】
運転整理案自動作成装置で用いられる運転整理案自動作成方法であって、
前記運転整理案自動作成装置が、運転整理案候補の作成が初回の場合は、運転整理案の初期案を前記運転整理案候補とし、前記運転整理案候補の作成が２回目以降の場合は、前回作成された運転整理案候補を予め決められた修正方法に従って修正して前記運転整理案候補を作成するステップと、
前記運転整理案自動作成装置が、計画ダイヤにおける列車の出発予定時刻または到着予定時刻と前記運転整理案候補をもとに前記運転整理案候補の列車種別ごとの利便性を計算するステップと、
前記運転整理案自動作成装置が、前記運転整理案候補と前記計画ダイヤとの比較から求められるダイヤ乱れ回復時刻と現在時刻との差分をもとにダイヤ乱れからの回復度を計算するステップと、
前記運転整理案自動作成装置が、制約条件および前記運転整理案候補をもとに前記運転整理案候補の前記制約条件に対する制約違反量を計算するステップと、
前記運転整理案自動作成装置が、前記利便性、前記回復度および前記制約違反量を用いて定義される前記運転整理案候補の評価値を計算するステップと、
前記運転整理案自動作成装置が、前記運転整理案候補の評価値の計算が初回の場合は、前記運転整理案を作成する処理に戻り、前記運転整理案候補の評価値の計算が２回目以降は、前記運転整理案候補の評価値と前記前回作成された運転整理案候補の評価値とを比較し、前記運転整理案候補の評価値が前記前回作成された運転整理案候補の評価値に比べて改善された場合には、前記運転整理案を作成する処理に戻り、前記運転整理案候補の評価値が前記前回作成された運転整理案候補の評価値に比べて改善されない場合には、前記前回作成された運転整理案候補を前記運転整理案として採用するステップと、
を含むことを特徴とする運転整理案自動作成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイヤ乱れ時のダイヤ変更案である運転整理案を自動作成する運転整理案自動作成装置および運転整理案自動作成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
事故または車両故障により列車が遅れることをダイヤ乱れという。ダイヤ乱れ時にはダイヤを変更して列車の遅れを正常に戻す運転整理が行われる。運転整理は、列車の着発時刻の変更、着発番線の変更、快速を各駅停車に変更するといった列車種別の変更、運行順序の変更、臨時列車の追加および列車の運休などの個別の運転整理方法を組み合わせて実施することが一般的である。従来、運転整理業務の大半は指令員の人手によって行われているが、運転整理は上述した個別の運転整理方法の膨大な組み合わせの中から適切な方法を選択して実施する必要がある。また、運転整理中も列車は走行しており、ダイヤ乱れが波及しないように運転整理は短時間で処理する必要がある。さらに、ダイヤ乱れが回復しない間は繰り返し運転整理を実施する必要がある。このように、人手による運転整理業務は大変困難な業務となっており、コンピュータによる運転整理業務の支援が強く求められている。【０００３】
運転整理業務を支援する方法として、改札装置により乗客の入出力記録を運転整理サーバに蓄積し、運転整理サーバにより入出力記録と列車の各駅における着発時刻とに基づいて現在時刻以降の時刻における各駅での滞留乗客数と列車の乗車率をシミュレーションし、当該シミュレーションの結果を運転整理端末にダイヤと共に表示させることで、ダイヤ乱れの早期回復と乗客の利便性を踏まえた運転整理案の作成を支援する技術が開示されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１１８６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来技術では、各駅での滞留乗客数と列車の乗車率をシミュレーションするために、各乗客の乗車駅と降車駅の情報が必要になる。また、上記従来技術では、運転整理案を作成する度にシミュレーションを随時実施する必要がある。そのため、列車本数、駅数、乗客数が多い高密度な路線では計算の負荷が高く適用が難しい、という問題があった。【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高密度な路線に対してもダイヤ乱れの早期回復と乗客の利便性の双方を踏まえた運転整理案をより短い時間で作成可能な運転整理案自動作成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る運転整理案自動作成装置は、計画ダイヤを格納する計画ダイヤ格納部と、実績ダイヤを格納する実績ダイヤ格納部と、運転整理案を作成する際に課されるべき制約条件を格納する制約条件格納部と、前記計画ダイヤにおける列車の出発予定時刻または到着予定時刻と前記運転整理案をもとに前記運転整理案の列車種別ごとの利便性を計算する利便性計算部と、前記運転整理案と前記計画ダイヤとの比較から求められるダイヤ乱れ回復時刻と現在時刻との差分をもとにダイヤ乱れからの回復度を計算する回復度計算部と、前記制約条件および前記運転整理案をもとに前記運転整理案の前記制約条件に対する制約違反量を計算する制約違反量計算部と、前記利便性、前記回復度および前記制約違反量を用いて定義される評価値に基づいて、前記運転整理案を作成する運転整理案作成部と、前記運転整理案を格納する運転整理案格納部と、を備え、前記運転整理案作成部は、前記運転整理案の初期案を予め決められた修正方法に従って修正して運転整理案候補を作成し、前記運転整理案候補の評価値が前記運転整理案の初期案の評価値に比べて改善される場合には、前記運転整理案候補を前記修正方法に従って修正して次の運転整理案候補を作成し、前記次の運転整理案候補の評価値が前記運転整理案候補の評価値に比べて改善される限りは前記次の運転整理案候補を前記修正方法に従って修正する処理を繰り返し、前記次の運転整理案候補の評価値が前記運転整理案候補の評価値に比べて改善されないときに当該運転整理案候補を前記運転整理案として採用することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、高密度な路線に対してもダイヤ乱れの早期回復と乗客の利便性の双方を踏まえた運転整理案をより短い時間で作成可能になる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１に係る運転整理案自動作成装置の一構成例を示すブロック図
【図２】実施の形態１に係る運転整理案自動作成装置のハードウェア構成の一例を示す図
【図３】実施の形態１に係る運転整理案自動作成装置で用いられる運転整理案自動作成方法の一例を示すフローチャート
【図４】実施の形態２に係る運転整理案自動作成装置の一構成例を示すブロック図
【図５】実施の形態３に係る運転整理案自動作成装置の一構成例を示すブロック図
【図６】実施の形態４に係る運転整理案自動作成装置の一構成例を示すブロック図
【図７】実施の形態４に係る運転整理案自動作成装置で用いられる運転整理案自動作成方法の一例を示すフローチャート
【図８】実施の形態５に係る運転整理案自動作成装置の一構成例を示すブロック図
【図９】実施の形態５に係る運転整理案自動作成装置における変更情報設定部である変更情報設定画面の一例を示す図
【図１０】実施の形態５に係る運転整理案自動作成装置で用いられる運転整理案自動作成方法の一例を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態に係る運転整理案自動作成装置および運転整理案自動作成方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本実施の形態に係る運転整理案自動作成装置の一構成例を示すブロック図である。図１に示すように、本実施の形態に係る運転整理案自動作成装置は、計画ダイヤ格納部１と、実績ダイヤ格納部２と、制約条件格納部３と、利便性計算部４と、回復度計算部５と、制約違反量計算部６と、運転整理案作成部７と、運転整理案格納部８とを備える。
【００１２】
計画ダイヤ格納部１は、予め計画されたダイヤである計画ダイヤを格納する。具体的には、計画ダイヤ格納部１は、各列車の各駅での着発予定時刻、各列車の各駅での着発予定番線、各列車の列車種別、各列車の列車番号および各列車の編成を構成する各車両の車両番号を含む運行データである計画ダイヤを格納する。ここで、着発予定時刻とは、到着予定時刻と出発予定時刻をいう。また、着発予定番線とは、到着予定番線と出発予定番線をいう。
【００１３】
実績ダイヤ格納部２は、各列車の走行実績から作成されたダイヤである実績ダイヤを格納する。具体的には、実績ダイヤ格納部２は、各列車の各駅での着発時刻、各列車の各駅での着発番線、各列車の列車種別、各列車の列車番号および各列車の編成を構成する各車両の車両番号を含む過去から現在時刻までの実際の運行データである実績ダイヤを格納する。ここで、着発時刻とは、到着時刻と出発時刻をいう。また、着発番線とは、到着番線と出発番線をいう。
【００１４】
制約条件格納部３は、ダイヤ乱れ時のダイヤ変更案である運転整理案を作成する際に課されるべき制約条件を格納する。制約条件格納部３は、例えば、列車種別および駅ごとの最小停車時間、列車種別および終端駅ごとの最小折り返し時間、方面および列車種別ごとの各駅から次駅までの最小走行時間、駅ごとの先行列車と後続列車間の最小出発時間間隔および駅ごとの先行列車と後続列車間の最小到着時間間隔を制約条件として格納する。詳細には、制約条件は、列車種別eの列車は駅sで停車時間Tstop(e,s)を確保すること、列車種別eの列車は終端駅sendで折り返し時間Treturn(e,send)を確保すること、方面dの列車種別eの列車は駅sから次の駅s'までに必要な走行時間Trun(d,e,s,s’)を確保すること、先行列車とこれに後続する後続列車の駅sでの出発時間間隔Tdeparture(s)を確保することおよび先行列車とこれに後続する後続列車の駅sでの到着時間間隔Tarrival(s)を確保することである。ここで、方面dは、例えば上り方面または下り方面といった列車の進行方向を表す。制約条件は、制約条件を示す項目ごとに、制約条件のパラメータに対して具体的な数値が与えられる。例えば停車時間Tstop(e,s)の場合は、パラメータである列車種別eおよび駅ｓに対して停車時間のデータが与えられる。
【００１５】
利便性計算部４は、計画ダイヤにおける列車の出発予定時刻または到着予定時刻と運転整理案をもとに運転整理案の利便性を計算する。乗客に供される利便性の計算方法としては、特許文献１のように、各駅での滞留乗客数と列車の乗車率をシミュレーションする方法が知られている。しかしながら、この方法では、運転整理案の候補を作成する度にシミュレーションを随時実施する必要があることから、高密度な路線では計算の負荷が高くなる。一方、各駅での滞留乗客数と列車の乗車率をシミュレーションする以外に乗客が利便性を感じやすい運用方法として、同じ時間間隔で列車を出発させる等間隔運転がある。等間隔運転では列車の乗車率が均一化されるという利点がある。さらに、列車の出発間隔を短くしすぎると、列車が駅間で先行列車に接近し過ぎて停車してしまい、乗客に不安を抱かせる場合があるが、出発間隔を均一化することで、短い間隔での列車の出発を抑制することができる。また、逆に、乗客の出発駅での待ち時間が長くなると乗客の不満が加速度的に高まることが知られているが、出発間隔を均一化することで、乗客の不満蓄積を抑制することができるという利点がある。等間隔運転を考える際、乗客が利用する列車種別は予め決まっている場合が多いため、すべての列車について等間隔運転をさせるよりも、列車種別ごとに等間隔運転をさせる方が良い。また、時間帯によって、乗客が多いため出発間隔を短くした方が良い場合が考えられるし、あるいは乗客が少ないため出発間隔を長くした方が良い場合が考えられる。例えば、通常、朝または夕のラッシュ時には乗客が多いため出発間隔を短くした方が良く、昼には乗客が少ないため出発間隔を長くした方が良い。このように、時間帯ごとに出発間隔を調整する方が良い。そこで、本実施の形態では、計画ダイヤにおける列車の出発予定時刻をもとに方面、列車種別、駅および時間帯ごとの列車の平均出発時間間隔を計算した後、運転整理案における方面、列車種別、駅および時間帯ごとの列車の出発時間間隔の当該平均出発時間間隔からのずれの総和を利便性として定義する。
【００１６】
具体的には、次の通りである。計画ダイヤにおける方面d、列車種別e、列車の駅sおよび時間帯ｐの平均出発時間間隔をTaverage(d,e,s,p)、運転整理案における列車種別eの列車rの駅sでの後続列車をRnext(r,e,s)、運転整理案における列車種別eの列車rの駅sでの出発時刻をtdeparture(r,e,s)、列車の集合をR、列車種別の集合をE、駅の集合をS、時間帯の集合をPとすると、利便性Vconvenienceは、以下のように定義される。
Vconvenience＝Σe∈E,r∈R,s∈S,p∈P|tdeparture(Rnext(r,e,s),e,s)−tdeparture(r,e,s)−Taverage(d,e,s,p)|・・・（１）
すなわち、運転整理案における出発時間間隔である(tdeparture(Rnext(r,e,s),e,s)−tdeparture(r,e,s))と計画ダイヤから求めた平均出発時間間隔Taverage(d,e,s,p)との差分の絶対値を運転整理案における出発時間間隔の平均出発時間間隔からのずれとしている。この際、(tdeparture(Rnext(r,e,s),e,s)−tdeparture(r,e,s))とTaverage(d,e,s,p)との差分は、d(r)がTaverageの引数のdと一致するようなrであり、かつtdeparture(r,e,s)がpの範囲内となるようなpに対して実行される。なお、時間帯pは例えば「１０時から１２時まで」のように表される。上記（１）式から明らかなように、Vconvenienceの値が大きいほど利便性は低下する。
【００１７】
また、上記（１）式では、出発時間間隔により利便性Vconvenienceを定義したが、到着時間間隔により利便性Vconvenienceを定義してもよい。すなわち、計画ダイヤにおける列車の到着予定時刻をもとに方面、列車種別、駅および時間帯ごとの列車の平均到着時間間隔を計算した後、運転整理案における方面、列車種別、駅および時間帯ごとの列車の到着時間間隔の平均到着時間間隔からのずれの総和を利便性として定義することもできる。
【００１８】
回復度計算部５は、運転整理案と計画ダイヤとの比較から求められるダイヤ乱れ回復時刻をもとにダイヤ乱れからの回復度を計算する。ここで、ダイヤ乱れ回復時刻Tconvergeは、当該時刻以降において計画ダイヤと運転整理案とが一致するような時刻であると定義される。具体的には、ダイヤ乱れ回復時刻Tconverge以降では、各列車の各駅での着発予定時刻、各列車の各駅での着発予定番線、各列車の列車種別、各列車の列車番号および各列車の編成を構成する各車両の車両番号が計画ダイヤと運転整理案とで一致する。なお、着発予定時刻について一致とは、運転整理案の着発予定時刻と計画ダイヤの着発予定時刻との差分が予め設定した許容時間以内の場合をいう。回復度Vrecoveryは、ダイヤ乱れ回復時刻Tconvergeおよび現在時刻Tcurrentを用いて、以下のように定義される。
Vrecovery＝Tconverge−Tcurrent・・・（２）
この定義によれば、回復度Vrecoveryは、現在時刻Tcurrentがダイヤ乱れ回復時刻Tconvergeに近づくほど小さくなる。
【００１９】
制約違反量計算部６は、制約条件格納部３に格納された制約条件および運転整理案作成部７により作成された運転整理案をもとに、運転整理案の制約条件に対する制約違反量を計算する。すなわち、制約違反量は、運転整理案が制約条件を違反する程度を示す量である。制約違反量の計算は、以下のように行う。
【００２０】
運転整理案における列車rの列車種別をe(r)、列車rの駅sでの到着時刻をtarrival(r,e(r),s)とすると、最小停車時間の制約違反量は以下のようになる。
max(0,  Tstop(e(r),s)−tdeparture(r,e(r),s)＋tarrival(r,e(r),s))
ここで、a≧bのときmax(a,b)＝a、a＜bのときmax(a,b)＝bである。また、Tstop(e(r),s)は、制約条件格納部３に格納された最小停車時間に関する制約条件である。従って、停車時間の制約違反量の総和Vstopは以下のようになる。
Vstop＝Σr∈R,s∈S  max(0,  Tstop(e(r),s)−tdeparture(r,e(r),s)＋tarrival(r,e(r),s))  ・・・（３）
【００２１】
同様に、運転整理案における列車rの終端駅をSend(r)、列車rが終端駅で折り返された折り返し列車をRreturn(r)とすると、最小折り返し時間の制約違反量の総和Vreturnは以下のようになる。
Vreturn＝Σr∈R  max(0,  Treturn(e(r),Send(r))−tdeparture(Rreturn(r),e(Rreturn(r)),Send(r))＋tarrival(r,e(r),  Send(r)))  ・・・（４）
ここで、Treturn(e(r),Send(r))は、制約条件格納部３に格納された最小折り返し時間に関する制約条件である。
【００２２】
同様に、運転整理案における列車rの方面をd(r)、列車rの駅sの次の停車駅をSnext(r,s)とすると、必要な最小走行時間の制約違反量の総和Vrunは以下のようになる。
Vrun＝Σr∈R,s∈S  max(0,  Trun(d(r),e(r),s,Snext(r,s))−tarrival(r,e(r),Snext(r,s))＋tdeparture(r,e(r),s))  ・・・（５）
ここで、Trun(d(r),e(r),s,Snext(r,s))は、制約条件格納部３に格納された必要な最小走行時間に関する制約条件である。
【００２３】
同様に、運転整理案における列車rの後続列車をRnext(r)とすると、最小出発時間間隔の制約違反量の総和Vdepartureと最小到着時間間隔の制約違反量の総和Varrivalはそれぞれ以下のようになる。
Vdeparture＝Σr∈R,s∈S  max(0,  Tdeparture(s)−tdeparture(Rnext(r),e(Rnext(r)),s)＋tdeparture(r,e(r),s))  ・・・（６）
Varrival＝Σr∈R,s∈S  max(0,  Tarrival(s)−tarrival(Rnext(r),e(Rnext(r)),s)＋tarrival(r,e(r),s))  ・・・（７）
ここで、Tdeparture(s)は、制約条件格納部３に格納された最小出発時間間隔に関する制約条件、Tarrival(s)は、制約条件格納部３に格納された最小到着時間間隔に関する制約条件である。
【００２４】
これらの制約違反量を用いて、制約違反量計算部６は制約違反量Vconstraintを以下のように計算する。
Vconstraint＝Vstop＋Vreturn＋Vrun＋Vdeparture＋Varrival・・・（８）
【００２５】
運転整理案作成部７は、計画ダイヤ格納部１に格納された計画ダイヤ、実績ダイヤ格納部２に格納された実績ダイヤ、利便性計算部４が計算した利便性、回復度計算部５が計算した回復度および制約違反量計算部６が計算した制約違反量をもとに、ダイヤ乱れ時の運転整理案を作成する。運転整理案の作成の詳細については後述する。
【００２６】
運転整理案格納部８は、運転整理案作成部７により作成された運転整理案を格納する。運転整理案は、各列車の各駅での着発予定時刻、各列車の各駅での着発予定番線、各列車の列車種別、各列車の列車番号、各列車の編成を構成する各車両の車両番号を含む運転整理後の運行データである。
【００２７】
図２は、本実施の形態に係る運転整理案自動作成装置のハードウェア構成の一例を示す図である。本実施の形態に係る運転整理案自動作成装置は、プロセッサ２０、メモリ２１および入出力装置２２を備え、メモリ２１に記憶された制御プログラムに従って動作するコンピュータによって実現される。この制御プログラムは、後述する運転整理案自動作成方法を運転整理案自動作成装置に実行させるプログラムである。図１で示した機能構成との対応は次の通りである。利便性計算部４、回復度計算部５、制約違反量計算部６および運転整理案作成部７は、プロセッサ２０およびメモリ２１によって実現される。計画ダイヤ格納部１、実績ダイヤ格納部２、制約条件格納部３および運転整理案格納部８は、メモリ２１によって実現される。なお、これらの格納部はメモリ２１以外の記憶装置によって実現される構成でもよい。入出力装置２２は、キーボード、マウスおよび表示装置といった入出力インタフェースである。
【００２８】
次に、本実施の形態に係る運転整理案自動作成装置で用いられる運転整理案自動作成方法について、図１および図３を参照して説明する。図３は、本実施の形態に係る運転整理案自動作成装置で用いられる運転整理案自動作成方法の一例を示すフローチャートである。
【００２９】
運転整理案作成部７は、計画ダイヤ格納部１に格納された計画ダイヤおよび実績ダイヤ格納部２に格納された実績ダイヤを取得し（ステップＳＴ１０１）、取得された計画ダイヤおよび実績ダイヤをもとに運転整理案候補を作成する（ステップＳＴ１０２）。ステップＳＴ１０２では、運転整理案候補の作成が初回の場合、運転整理案作成部７は、運転整理案の初期案を運転整理案候補とする。ここで、運転整理案作成部７は、予め決められた作成方法に従って運転整理案の初期案を作成する。この作成方法は、任意に選択されたものであってよい。ステップＳＴ１０２において、運転整理案候補の作成が２回目以降の場合、運転整理案作成部７は、現在の運転整理案を修正して運転整理案候補を作成する。ここで、現在の運転整理案は、前回作成されかつ評価値が改善された一つの運転整理案候補である。また、運転整理案の修正は予め決められた修正方法に従ってなされればよく、特定の修正方法に限定されるものではない。修正方法としては、例えば、着発予定時刻を一定秒ずらしてみる、着発予定番線を列車間で入れ替えてみる、または折り返し列車を他の列車と入れ替えてみるが挙げられる。なお、運転整理案候補は複数作成されてもよい。運転整理案作成部７は、作成された運転整理案候補を利便性計算部４、回復度計算部５および制約違反量計算部６にそれぞれ送信する（ステップＳＴ１０３）。
【００３０】
利便性計算部４は、計画ダイヤ格納部１に格納された計画ダイヤおよび運転整理案作成部７から送信された運転整理案候補を取得し（ステップＳＴ１０４）、取得された計画ダイヤおよび運転整理案候補をもとに利便性を計算し（ステップＳＴ１０５）、計算された利便性を運転整理案作成部７に送信する（ステップＳＴ１０６）。ステップＳＴ１０５では、利便性計算部４は、計画ダイヤにおける列車の出発予定時刻をもとに方面、列車種別、駅および時間帯ごとの列車の平均出発時間間隔を計算し、さらに、当該平均出発時間間隔に対して運転整理案候補における方面、列車種別、駅および時間帯ごとの列車の出発時間間隔のずれの総和を利便性として計算する。あるいは、利便性計算部４は、計画ダイヤにおける列車の到着予定時刻をもとに方面、列車種別、駅および時間帯ごとの列車の平均到着時間間隔を計算し、さらに、当該平均到着時間間隔に対して運転整理案候補における方面、列車種別、駅および時間帯ごとの列車の到着時間間隔のずれの総和を利便性として計算する。
【００３１】
回復度計算部５は、計画ダイヤ格納部１に格納された計画ダイヤおよび運転整理案作成部７から送信された運転整理案候補を取得し（ステップＳＴ１０７）、取得された計画ダイヤおよび運転整理案候補をもとにダイヤ乱れの回復度を計算し（ステップＳＴ１０８）、計算された回復度を運転整理案作成部７に送信する（ステップＳＴ１０９）。ステップＳＴ１０８では、回復度計算部５は、運転整理案候補と計画ダイヤとの比較から求められるダイヤ乱れ回復時刻をもとにダイヤ乱れからの回復度を上記（２）式に従って計算する。
【００３２】
制約違反量計算部６は、制約条件格納部３に格納された制約条件および運転整理案作成部７から送信された運転整理案候補を取得し（ステップＳＴ１１０）、取得された制約条件および運転整理案候補をもとに制約違反量を計算し（ステップＳＴ１１１）、計算された制約違反量を運転整理案作成部７に送信する（ステップＳＴ１１２）。ステップＳＴ１１１では、制約違反量計算部６は、上記（３）式から（８）式に従って制約違反量を計算する。
【００３３】
運転整理案作成部７は、利便性計算部４から送信された利便性、回復度計算部５から送信された回復度および制約違反量計算部６から送信された制約違反量を取得し（ステップＳＴ１１３）、利便性、回復度および制約違反量を用いて定義される運転整理案候補の評価値を計算する（ステップＳＴ１１４）。ここで、運転整理案候補の評価値Vrescheduleは、例えば、利便性Vconvenience、回復度Vrecoveryおよび制約違反量Vconstraintの荷重和として定義され、次式で与えられる。
Vreschedule＝wconvenienceVconvenience＋wrecoveryVrecovery＋wconstraintVconstraint
・・・（９）
ここで、wconvenience，wrecovery，wconstraintは、それぞれ、利便性、回復度、制約違反量の重みを表し、予め設定される正の値である。（１）式で与えられる利便性Vconvenienceは絶対値を含んでおり、（３）式から（８）式で与えられる制約違反量Vconstraintはmaxを含んでいるため、（９）式のように荷重和で与えられる評価値Vrescheduleは非線形である。しかしながら、絶対値またはmaxを含む関数の和で定義された関数は式変形をすることで線形な目的関数と線形な制約条件との和に表現できることが知られている。すなわち、（９）式で与えられる評価値Vrescheduleに基づく最適化問題は線形計画問題として表現可能である。そのため、この線形計画問題の最適化の際に、例えば内点法のような高速な手法の適用が可能である。
【００３４】
次に、運転整理案作成部７は、運転整理案候補の評価値が改善されたか否かを判定する（ステップＳＴ１１５）。ここで、運転整理案作成部７は、運転整理案候補の評価値の計算が初回の場合は、運転整理案候補の評価値が改善されたものとし、運転整理案候補の評価値の計算が２回目以降の場合は、現在の運転整理案の評価値と今回計算された運転整理案候補の評価値とを比較することで、運転整理案候補の評価値が改善されたか否かを判定する。ここで現在の運転整理案の評価値は、前回作成されかつ評価値が改善された一つの運転整理案候補である。運転整理案候補の評価値を上記（９）式で計算する場合は、運転整理案作成部７は、運転整理案候補の評価値が減少したときに、運転整理案候補の評価値が改善されたと判定する。なお、運転整理案作成部７は、作成された運転整理案候補が複数ある場合、その中の一つの運転整理案候補の評価値が改善されていれば、評価値が改善されていると判定する。運転整理案作成部７は、判定の結果、運転整理案候補の評価値が改善されていなければ（ステップＳＴ１１５、Ｎｏ）、現在の運転整理案を、運転整理案格納部８に格納し（ステップＳＴ１１７）、運転整理案自動作成処理を終了する。運転整理案作成部７は、判定の結果、運転整理案候補の評価値が改善されていれば（ステップＳＴ１１５、Ｙｅｓ）、運転整理案候補を採用して現在の運転整理案とし（ステップＳＴ１１６）、ステップＳＴ１０２に戻る。ＳＴ１０２では、運転整理案作成部７は、次の運転整理案候補を作成する。なお、評価値が改善された運転整理案候補が複数ある場合、その中のどれかを現在の運転整理案とすればよく、例えば、一番評価値が改善されたものを現在の運転整理案とすることができる。
【００３５】
このように、運転整理案作成部７は、利便性、回復度および制約違反量を用いて定義される運転整理案候補の評価値を計算し、計算された運転整理案候補の評価値と現在の運転整理案の評価値とを比較し、計算された運転整理案候補の評価値が現在の運転整理案の評価値に比べて改善された場合には、運転整理案候補を採用して現在の運転整理案とし、計算された運転整理案候補の評価値が現在の運転整理案の評価値に比べて改善されない場合には、現在の運転整理案を更新しない。
【００３６】
以上説明したように、本実施の形態では、利便性計算部４は、計画ダイヤにおける列車の出発予定時刻または到着予定時刻をもとに方面、列車種別、駅および時間帯ごとの列車の平均出発時間間隔または平均到着時間間隔を計算した後、平均出発時間間隔または平均到着時間間隔に対して運転整理案における方面、列車種別、駅および時間帯ごとの列車の出発時間間隔または到着時間間隔のずれの総和として利便性を計算する。また、運転整理案作成部７は、利便性、回復度および制約違反量を用いて定義される運転整理案候補の評価値を計算し、計算された運転整理案候補の評価値が現在の運転整理案の評価値に比べて改善される場合には、運転整理案候補を現在の運転整理案に採用して現在の運転整理案を更新し、計算された運転整理案候補の評価値が現在の運転整理案の評価値に比べて改善されない場合には、現在の運転整理案を更新しない。これにより、運転整理案を作成する度に各乗客の乗車列車をシミュレーションすることなく利便性を計算できるため、高密度な路線に対してもダイヤ乱れの早期回復と乗客の利便性の双方を踏まえた運転整理案をより短時間で作成可能となる。
【００３７】
なお、本実施の形態では、利便性は、出発時間間隔の平均出発時間間隔からのずれの総和で定義されるとしたが、これに限定されない。一例を挙げれば、利便性は、出発時間間隔の平均出発時間間隔からのずれの２乗の総和の平方根としてもよい。別の一例を挙げれば、利便性は、出発時間間隔の平均出発時間間隔からのずれの部分和としてもよい。具体的には、ずれが一定値以上のものだけを加算し、ずれが一定値未満のものは加算せずに、出発時間間隔の平均出発時間間隔からのずれの部分和として利便性を定義することもできる。また、出発時間間隔の平均出発時間間隔からのずれを用いずに利便性を定義することも可能である。一般に、利便性は、計画ダイヤにおける列車の到着予定時刻または出発予定時刻と運転整理案をもとに列車種別ごとに定義されるものであればよい。この場合、運転整理案は、列車種別ごとに図３のフローチャートに従って作成される。また、本実施の形態では、現在の運転整理案は評価値が改善される限り更新されるが、これに限定されず、予め決められた更新回数に達した時に更新を終了して現在の運転整理案を運転整理案格納部８に格納することもできるし、あるいは、評価値が予め決められた値まで減少した時に更新を終了して現在の運転整理案を運転整理案格納部８に格納することもできる。以上は、利便性を到着時間間隔の平均到着時間間隔からのずれの総和で定義する場合にも同様に成り立つ。
【００３８】
実施の形態２．
図４は、本実施の形態に係る運転整理案自動作成装置の一構成例を示すブロック図である。図４では、図１に示す実施の形態１と同一の構成部には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００３９】
本実施の形態に係る運転整理案自動作成装置は、図１に示す実施の形態１と装置構成は同じであるが、運転整理案作成部７が運転整理案格納部８から運転整理案を取得する点が異なっている。
【００４０】
次に、本実施の形態に係る運転整理案自動作成装置で用いられる運転整理案自動作成方法について、図４および図３を参照して説明する。なお、図３は、実施の形態１の運転整理案自動作成方法の一例を示すフローチャートであるが、本実施の形態の運転整理案自動作成方法はステップＳＴ１０２の処理の詳細を除き、図３に示すフローチャートに従うので、ここでは図３を援用して説明を行う。
【００４１】
図３のフローチャートにおいて、ステップＳＴ１０１、ステップＳＴ１０３からステップＳＴ１１７では実施の形態１と同様の処理を行われるが、ステップＳＴ１０２の処理が実施の形態１と本実施の形態とでは異なる。
【００４２】
実施の形態１のステップＳＴ１０２では、運転整理案作成部７は、運転整理案候補の作成が初回の場合、運転整理案の初期案を作成して運転整理案候補とし、運転整理案候補の作成が２回目以降の場合、前回作成された運転整理案候補を現在の運転整理案に採用した後、現在の運転整理案を修正して運転整理案候補を作成する。
【００４３】
これに対し、本実施の形態のステップＳＴ１０２では、運転整理案候補の作成が初回の場合、運転整理案作成部７は、運転整理案格納部８に格納されている最新の作成時刻の運転整理案を取得して運転整理案候補とする。一方、運転整理案候補の作成が２回目以降の場合、運転整理案作成部７は、実施の形態１と同様に、現在の運転整理案を修正して運転整理案候補を作成する。
【００４４】
ここで、運転整理案作成部７は、図３のフローチャートに従って運転整理案を作成した後、作成された運転整理案を運転整理案格納部８に格納する際に、作成された運転整理案に作成時刻に関する情報を付与して運転整理案格納部８に格納することとする。そして、本実施の形態では、運転整理案格納部８に過去に作成された１以上の運転整理案が作成時刻とともに格納されているものとする。なお、運転整理案格納部８に運転整理案が格納されていない場合は、運転整理案作成部７は、実施の形態１と同様にして、運転整理案の初期案を作成するものとする。
【００４５】
以上説明したように、本実施の形態によれば、実施の形態１の構成に加え、運転整理案候補の作成が初回の場合、運転整理案作成部７が運転整理案格納部８から最新の作成時刻の運転整理案を取得して運転整理案候補としている。これにより、ダイヤ乱れが回復するまで繰り返し運転整理案を作成する際に、前回作成した最新の運転整理案を利用することができるので、運転整理案の初期案を作成する時間が短縮できる。
【００４６】
本実施の形態のその他の構成、動作および効果は、実施の形態１と同様である。
【００４７】
実施の形態３．
図５は、本実施の形態に係る運転整理案自動作成装置の一構成例を示すブロック図である。図５では、図１に示す実施の形態１と同一の構成部には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００４８】
本実施の形態に係る運転整理案自動作成装置は、図１に示す構成に加えて、計画ダイヤと実績ダイヤとをもとに現在時刻からのダイヤ乱れ状況を予測する列車運行予測部９を備える。列車運行予測部９は、図２に示すプロセッサ２０およびメモリ２１によって実現される。
【００４９】
次に、本実施の形態に係る運転整理案自動作成装置で用いられる運転整理案自動作成方法について、図５および図３を参照して説明する。なお、図３は、実施の形態１の運転整理案自動作成方法の一例を示すフローチャートであるが、本実施の形態の運転整理案自動作成方法はステップＳＴ１０２の処理の詳細を除き、図３に示すフローチャートに従うので、ここでは図３を援用して説明を行う。
【００５０】
図３のフローチャートにおいて、ステップＳＴ１０１、ステップＳＴ１０３からステップＳＴ１１７では実施の形態１と同様の処理が行われるが、ステップＳＴ１０２の処理が実施の形態１と本実施の形態とでは異なる。
【００５１】
実施の形態１のステップＳＴ１０２では、運転整理案作成部７は、運転整理案候補の作成が初回の場合、運転整理案の初期案を作成して運転整理案候補とし、運転整理案候補の作成が２回目以降の場合、前回作成された運転整理案候補を現在の運転整理案に採用した後、現在の運転整理案を修正して運転整理案候補を作成する。
【００５２】
これに対し、本実施の形態のステップＳＴ１０２では、運転整理案作成部７は、運転整理案候補の作成が初回の場合、列車運行予測部９により予測された結果を運転整理案の初期案とし、当該運転整理案の初期案を運転整理案候補とする。ここで、列車運行予測部９は、現在時刻からのダイヤ乱れ状況として、計画ダイヤと実績ダイヤとをもとに各列車の各駅での着発時刻、各列車の各駅での着発番線、各列車の列車種別、各列車の列車番号および各列車の編成を構成する各車両の車両番号を予測する。
【００５３】
なお、列車運行予測部９は、予め決められた予測方法に従ってダイヤ乱れ状況を予測する。予測方法としては、例えば、実績ダイヤ、路線の勾配、路線の制限速度および各列車の加減速度をもとに各列車の運動方程式を立てる列車走行シミュレーションが挙げられる。一方、運転整理案候補の作成が２回目以降の場合、運転整理案作成部７は、実施の形態１と同様に、現在の運転整理案を修正して運転整理案候補を作成する。
【００５４】
以上説明したように、本実施の形態によれば、実施の形態１の構成に加え、計画ダイヤおよび実績ダイヤをもとに現在時刻からのダイヤ乱れ状況を予測する列車運行予測部９を設けるようにしたので、ダイヤ乱れ時の列車走行状況を反映した制約違反量の少ない運転整理案の初期案を作成することができる。
【００５５】
本実施の形態のその他の構成、動作および効果は、実施の形態１と同様である。
【００５６】
実施の形態４．
図６は、本実施の形態に係る運転整理案自動作成装置の一構成例を示すブロック図である。図６では、図１に示す実施の形態１と同一の構成部には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００５７】
本実施の形態に係る運転整理案自動作成装置は、図１に示す構成に加えて、各駅において列車が番線変更を行った際の乗客の移動時間である乗客移動時間を格納する乗客移動時間格納部１０を備える。乗客移動時間格納部１０は、図２のメモリ２１によって実現される。乗客移動時間格納部１０は、列車が駅s、時間帯pにおいて番線qbeforeから番線qafterに変更されたときの乗客移動時間Tplatform(s,p,qbefore,qafter)を格納する。qbeforeとqafterとが同じである場合、Tplatform(s,p,qbefore,qafter)は0である。番線qbeforeから番線qafterに変更できない場合、例えば、qbeforeが上り列車専用の番線でqafterが下り列車専用の番線であるような場合は、Tplatform(s,p,qbefore,qafter)に十分大きな値を設定しておく。
【００５８】
利便性計算部４は運転整理案における方面、列車種別、駅および時間帯ごとの列車の出発時間間隔の当該平均出発時間間隔からのずれの総和で定義される利便性に加えて、列車が番線変更を行った際の乗客移動時間の総和で定義される利便性も計算する。
【００５９】
具体的には、次の通りである。計画ダイヤにおける列車rの駅sにおける番線をqbefore(r,s)、運転整理案における列車rの駅sにおける番線をqafter(r,s)とすると、利便性Vconvenienceは、以下のように定義される。
Vconvenience＝Σe∈E,r∈R,s∈S,p∈P|tdeparture(Rnext(r,e,s),e,s)−tdeparture(r,e,s)
−Taverage(d,e,s,p)|
＋Σe∈E,r∈R,s∈S,p∈PTplatform(s,p,qbefore(r,s),qafter(r,s))
・・・（１０）
すなわち、運転整理案における出発時間間隔である(tdeparture(Rnext(r,e,s),e,s)−tdeparture(r,e,s))と計画ダイヤから求めた平均出発時間間隔Taverage(d,e,s,p)との差分の絶対値と、計画ダイヤにおける列車の番線であるqbefore(r,s)から運転整理案における列車の番線であるqafter(r,s)に番線が変更されたときの乗客移動時間Tplatform(s,p,qbefore(r,s),qafter(r,s))との和を用いて利便性が定義されている。本実施の形態においても、Vconvenienceの値が大きいほど利便性は低下する。
【００６０】
運転整理案作成部７は、計画ダイヤ格納部１に格納された計画ダイヤ、実績ダイヤ格納部２に格納された実績ダイヤ、利便性計算部４が計算した利便性、回復度計算部５が計算した回復度および制約違反量計算部６が計算した制約違反量をもとに、ダイヤ乱れ時の運転整理案を作成する。
【００６１】
次に、本実施の形態に係る運転整理案自動作成装置で用いられる運転整理案自動作成方法について、図６および図７を参照して説明する。図７は、本実施の形態に係る運転整理案自動作成装置で用いられる運転整理案自動作成方法の一例を示すフローチャートである。
【００６２】
運転整理案作成部７は、計画ダイヤ格納部１に格納された計画ダイヤ、実績ダイヤ格納部２に格納された実績ダイヤを取得し（ステップＳＴ２０１）、取得された計画ダイヤおよび実績ダイヤをもとに運転整理案候補を作成し（ステップＳＴ２０２）、作成された運転整理案候補を利便性計算部４、回復度計算部５および制約違反量計算部６にそれぞれ送信する（ステップＳＴ２０３）。運転整理案候補の作成方法は実施の形態１で説明した通りである。
【００６３】
利便性計算部４は、計画ダイヤ格納部１に格納された計画ダイヤ、運転整理案作成部７から送信された運転整理案候補、および乗客移動時間格納部１０に格納された乗客移動時間を取得し（ステップＳＴ２０４）、取得された計画ダイヤ、運転整理案候補および乗客移動時間をもとに利便性を計算し（ステップＳＴ２０５）、計算された利便性を運転整理案作成部７に送信する（ステップＳＴ２０６）。ステップＳＴ２０５では、利便性計算部４は、上記（１０）式に従って利便性を計算する。
【００６４】
回復度計算部５は、計画ダイヤ格納部１に格納された計画ダイヤおよび運転整理案作成部７から送信された運転整理案候補を取得し（ステップＳＴ２０７）、取得された計画ダイヤおよび運転整理案候補をもとにダイヤ乱れの回復度を計算し（ステップＳＴ２０８）、計算された回復度を運転整理案作成部７に送信する（ステップＳＴ２０９）。回復度の計算方法は実施の形態１で説明した通りである。
【００６５】
制約違反量計算部６は、制約条件格納部３に格納された制約条件および運転整理案作成部７から送信された運転整理案候補を取得し（ステップＳＴ２１０）、取得された制約条件および運転整理案候補をもとに制約違反量を計算し（ステップＳＴ２１１）、計算された制約違反量を運転整理案作成部７に送信する（ステップＳＴ２１２）。制約違反量の計算方法は実施の形態１で説明した通りである。
【００６６】
運転整理案作成部７は、利便性計算部４から送信された利便性、回復度計算部５から送信された回復度および制約違反量計算部６から送信された制約違反量を取得し（ステップＳＴ２１３）、運転整理案候補の評価値を計算する（ステップＳＴ２１４）。運転整理案候補の評価値の計算方法は実施の形態１で説明した通りである。
【００６７】
次に、運転整理案作成部７は、運転整理案候補の評価値が改善されたか否かを判定する（ステップＳＴ２１５）。ここで、運転整理案作成部７は、運転整理案候補の評価値の計算が初回の場合は、運転整理案候補の評価値が改善されたものとし、運転整理案候補の評価値の計算が２回目以降の場合は、現在の運転整理案の評価値と今回計算された運転整理案候補の評価値とを比較することで、運転整理案候補の評価値が改善されたか否かを判定する。運転整理案作成部７は、判定の結果、運転整理案候補の評価値が改善されていなければ（ステップＳＴ２１５、Ｎｏ）、現在の運転整理案を、運転整理案格納部８に格納し（ステップＳＴ２１７）、運転整理案自動作成処理を終了する。運転整理案作成部７は、判定の結果、運転整理案候補の評価値が改善されていれば（ステップＳＴ２１５、Ｙｅｓ）、運転整理案候補を採用して現在の運転整理案とし（ステップＳＴ２１６）、ステップＳＴ２０２に戻る。
【００６８】
以上説明したように、本実施の形態によれば、実施の形態１の構成に加え、各駅において列車が番線変更を行った際の乗客移動時間を格納する乗客移動時間格納部１０を設けるようにしたので、列車が番線変更を行った際の乗客利便性を考慮した運転整理案を作成できる。
【００６９】
本実施の形態のその他の構成、動作および効果は、実施の形態１と同様である。
【００７０】
実施の形態５．
図８は、本実施の形態に係る運転整理案自動作成装置の一構成例を示すブロック図である。図８では、図１に示す実施の形態１と同一の構成部には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００７１】
本実施の形態に係る運転整理案自動作成装置は、図１に示す構成に加えて、事前に例えば指令員によって決められた運用変更情報を設定可能な変更情報設定部１１と、変更情報設定部１１で設定された運用変更情報を格納する変更情報格納部１２とを備える。変更情報設定部１１は、図２の入出力装置２２によって実現され、変更情報格納部１２は、図２のメモリ２１によって実現される。
【００７２】
運用変更情報としては、例えば、列車の運休、臨時列車の増発および列車種別の変更に関する情報がある。運用変更情報の設定方法としては、例えば、図９に示した変更情報設定画面１３を用いる方法がある。図９は、変更情報設定部１１である変更情報設定画面１３の一例を示す図である。変更情報設定画面１３は、運用変更情報の入力設定を可能にする画面である。図９に示すように、変更情報設定画面１３は、運休列車の列車番号を入力可能なテキストボックス１４ａ、臨時列車の車両番号を入力可能なテキストボックス１４ｂ、臨時列車の列車番号を入力可能なテキストボックス１４ｃ、臨時列車の列車種別を入力可能なテキストボックス１４ｄ、臨時列車の出発駅、出発時刻、出発番線、到着駅、到着時刻および到着番線を入力可能なテキストボックス１４ｅ、種別変更対象列車の列車番号を入力可能なテキストボックス１４ｆ、種別変更対象列車の種別変更後の列車種別を入力可能なテキストボックス１４ｇおよび設定ボタン１５を備える。設定は、入力後、設定ボタン１５を押すことで、運用変更情報が変更情報格納部１２に格納される。
【００７３】
次に、本実施の形態に係る運転整理案自動作成装置で用いられる運転整理案自動作成方法について、図８および図１０を参照して説明する。図１０は、本実施の形態に係る運転整理案自動作成装置で用いられる運転整理案自動作成方法の一例を示すフローチャートである。
【００７４】
まず、変更情報設定部１１により運用変更情報が設定される。運用変更情報は、変更情報格納部１２に格納される。
【００７５】
運転整理案作成部７は、計画ダイヤ格納部１に格納された計画ダイヤ、実績ダイヤ格納部２に格納された実績ダイヤおよび変更情報格納部１２に格納された運用変更情報を取得し（ステップＳＴ３０１）、取得された計画ダイヤ、実績ダイヤおよび運用変更情報をもとに運転整理案候補を作成し（ステップＳＴ３０２）、作成された運転整理案候補を利便性計算部４、回復度計算部５および制約違反量計算部６にそれぞれ送信する（ステップＳＴ３０３）。運転整理案候補の作成方法は実施の形態１で説明した通りである。
【００７６】
利便性計算部４は、計画ダイヤ格納部１に格納された計画ダイヤおよび運転整理案作成部７から送信された運転整理案候補を取得し（ステップＳＴ３０４）、取得された計画ダイヤおよび運転整理案候補をもとに利便性を計算し（ステップＳＴ３０５）、計算された利便性を運転整理案作成部７に送信する（ステップＳＴ３０６）。利便性の計算方法は実施の形態１で説明した通りである。
【００７７】
回復度計算部５は、計画ダイヤ格納部１に格納された計画ダイヤおよび運転整理案作成部７から送信された運転整理案候補を取得し（ステップＳＴ３０７）、取得された計画ダイヤおよび運転整理案候補をもとにダイヤ乱れの回復度を計算し（ステップＳＴ３０８）、計算された回復度を運転整理案作成部７に送信する（ステップＳＴ３０９）。回復度の計算方法は実施の形態１で説明した通りである。
【００７８】
制約違反量計算部６は、制約条件格納部３に格納された制約条件および運転整理案作成部７から送信された運転整理案候補を取得し（ステップＳＴ３１０）、取得された制約条件および運転整理案候補をもとに制約違反量を計算し（ステップＳＴ３１１）、計算された制約違反量を運転整理案作成部７に送信する（ステップＳＴ３１２）。制約違反量の計算方法は実施の形態１で説明した通りである。
【００７９】
運転整理案作成部７は、利便性計算部４から送信された利便性、回復度計算部５から送信された回復度および制約違反量計算部６から送信された制約違反量を取得し（ステップＳＴ３１３）、運転整理案候補の評価値を計算する（ステップＳＴ３１４）。運転整理案候補の評価値の計算方法は実施の形態１で説明した通りである。
【００８０】
次に、運転整理案作成部７は、運転整理案候補の評価値が改善されたか否かを判定する（ステップＳＴ３１５）。ここで、運転整理案作成部７は、運転整理案候補の評価値の計算が初回の場合は、運転整理案候補の評価値が改善されたものとし、運転整理案候補の評価値の計算が２回目以降の場合は、現在の運転整理案の評価値と今回計算された運転整理案候補の評価値とを比較することで、運転整理案候補の評価値が改善されたか否かを判定する。判定の結果、運転整理案候補の評価値が改善されていなければ（ステップＳＴ３１５、Ｎｏ）、運転整理案作成部７は、現在の運転整理案を、運転整理案格納部８に格納し（ステップＳＴ３１７）、運転整理案自動作成処理を終了する。一方、判定の結果、運転整理案候補の評価値が改善されていれば（ステップＳＴ３１５、Ｙｅｓ）、運転整理案作成部７は、運転整理案候補を採用して現在の運転整理案とし（ステップＳＴ３１６）、ステップＳＴ３０２に戻る。
【００８１】
以上説明したように、本実施の形態によれば、実施の形態１の構成に加え、事前に例えば指令員によって決められた運用変更情報を設定可能な変更情報設定部１１と、変更情報設定部１１で設定された運用変更情報を格納する変更情報格納部１２とを設けるようにしたので、運転整理案の作成に指令員が事前に設定した運用変更情報が加味されることとなる。
【００８２】
なお、図１０では、処理の開始時（ステップＳＴ３０１）に運用変更情報が入力されていることを前提としたが、運用変更情報がない状態で一旦運転整理案を作成させ、その結果を見て例えば指令員が改めて運用変更情報を入力して運転整理案を修正させるようにしてもよい。
【００８３】
本実施の形態のその他の構成、動作および効果は、実施の形態１と同様である。
【００８４】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００８５】
１  計画ダイヤ格納部、２  実績ダイヤ格納部、３  制約条件格納部、４  利便性計算部、５  回復度計算部、６  制約違反量計算部、７  運転整理案作成部、８  運転整理案格納部、９  列車運行予測部、１０  乗客移動時間格納部、１１  変更情報設定部、１２  変更情報格納部、１３  変更情報設定画面、１４ａ〜１４ｇ  テキストボックス、１５  設定ボタン、２０  プロセッサ、２１  メモリ、２２  入出力装置。
【図１】
2016143606.tif 000003
【図２】
2016143606.tif 000004
【図３】
2016143606.tif 000005
【図４】
2016143606.tif 000006
【図５】
2016143606.tif 000007
【図６】
2016143606.tif 000008
【図７】
2016143606.tif 000009
【図８】
2016143606.tif 000010
【図９】
2016143606.tif 000011
【図１０】
2016143606.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成29年3月13日(2017.3.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
計画ダイヤを格納する計画ダイヤ格納部と、
実績ダイヤを格納する実績ダイヤ格納部と、
運転整理案を作成する際に課されるべき制約条件を格納する制約条件格納部と、
前記計画ダイヤにおける列車の出発予定時刻または到着予定時刻と前記運転整理案をもとに前記運転整理案の列車種別ごとの利便性を計算する利便性計算部と、
前記運転整理案と前記計画ダイヤとの比較から求められるダイヤ乱れ回復時刻と現在時刻との差分をもとにダイヤ乱れからの回復度を計算する回復度計算部と、
前記制約条件および前記運転整理案をもとに前記運転整理案の前記制約条件に対する制約違反量を計算する制約違反量計算部と、
前記利便性、前記回復度および前記制約違反量を用いて定義される評価値に基づいて、前記運転整理案を作成する運転整理案作成部と、
前記運転整理案を格納する運転整理案格納部と、
を備え、
前記運転整理案作成部は、前記運転整理案の初期案を予め決められた修正方法に従って修正して運転整理案候補を作成し、前記運転整理案候補の評価値が前記運転整理案の初期案の評価値に比べて改善される場合には、前記運転整理案候補を前記修正方法に従って修正して次の運転整理案候補を作成し、前記次の運転整理案候補の評価値が前記運転整理案候補の評価値に比べて改善される限りは前記次の運転整理案候補を前記修正方法に従って修正する処理を繰り返し、前記次の運転整理案候補の評価値が前記運転整理案候補の評価値に比べて改善されないときに当該運転整理案候補を前記運転整理案として採用し、
前記評価値は、
前記利便性、前記回復度および前記制約違反量の荷重和として定義されることを特徴とする運転整理案自動作成装置。
【請求項２】
前記運転整理案作成部は、前記運転整理案を前記運転整理案格納部に格納する際に、前記運転整理案に前記運転整理案の作成時刻に関する情報を付与して前記運転整理案を格納し、
前記運転整理案作成部は、前記運転整理案格納部に格納された最新の作成時刻の運転整理案を前記運転整理案の初期案とすることを特徴とする請求項１に記載の運転整理案自動作成装置。
【請求項３】
前記計画ダイヤおよび前記実績ダイヤをもとに現在時刻からのダイヤ乱れ状況を予測する列車運行予測部を備え、
前記運転整理案作成部は、前記列車運行予測部が予測した結果を前記運転整理案の初期案とすることを特徴とする請求項１に記載の運転整理案自動作成装置。
【請求項４】
前記利便性計算部は、前記計画ダイヤにおける列車の出発予定時刻をもとに方面、列車種別、駅および時間帯ごとの列車の平均出発時間間隔を計算した後、前記平均出発時間間隔に対して前記運転整理案における方面、列車種別、駅および時間帯ごとの列車の出発時間間隔のずれの総和を利便性として計算し、または前記計画ダイヤにおける列車の到着予定時刻をもとに方面、列車種別、駅および時間帯ごとの列車の平均到着時間間隔を計算した後、前記平均到着時間間隔に対して前記運転整理案における方面、列車種別、駅および時間帯ごとの列車の到着時間間隔のずれの総和を利便性として計算することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の運転整理案自動作成装置。
【請求項５】
駅ごとの番線変更による乗客移動時間を格納する乗客移動時間格納部を備え、
前記利便性計算部は、前記計画ダイヤ、前記実績ダイヤ、前記乗客移動時間格納部に格納された乗客移動時間をもとに列車の番線変更に伴う駅および時間帯ごとの乗客移動時間を計算し、前記出発時間間隔のずれの総和、または前記到着時間間隔のずれの総和に加算したものを利便性として計算することを特徴とする請求項４に記載の運転整理案自動作成装置。
【請求項６】
前記制約条件格納部が、
列車種別および駅ごとの最小停車時間と、
列車種別および終端駅ごとの最小折り返し時間と、
方面および列車種別ごとの各駅から次駅までの最小走行時間と、
駅ごとの先行列車と後続列車間の最小出発時間間隔と、
駅ごとの先行列車と後続列車間の最小到着時間間隔と、
を制約条件として格納することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の運転整理案自動作成装置。
【請求項７】
運用変更情報を変更情報設定画面から設定可能な変更情報設定部と、
前記変更情報設定部で設定された前記運用変更情報を格納する変更情報格納部と、を備え、
前記運転整理案作成部は、前記次の運転整理案候補の評価値が前記運転整理案候補の評価値に比べて改善された場合には、前記利便性、前記回復度、前記制約違反量、前記計画ダイヤ、前記実績ダイヤおよび前記運用変更情報をもとに前記次の運転整理案候補を前記修正方法に従って修正することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の運転整理案自動作成装置。
【請求項８】
運転整理案自動作成装置で用いられる運転整理案自動作成方法であって、
前記運転整理案自動作成装置が、運転整理案候補の作成が初回の場合は、運転整理案の初期案を前記運転整理案候補とし、前記運転整理案候補の作成が２回目以降の場合は、前回作成された運転整理案候補を予め決められた修正方法に従って修正して前記運転整理案候補を作成するステップと、
前記運転整理案自動作成装置が、計画ダイヤにおける列車の出発予定時刻または到着予定時刻と前記運転整理案候補をもとに前記運転整理案候補の列車種別ごとの利便性を計算するステップと、
前記運転整理案自動作成装置が、前記運転整理案候補と前記計画ダイヤとの比較から求められるダイヤ乱れ回復時刻と現在時刻との差分をもとにダイヤ乱れからの回復度を計算するステップと、
前記運転整理案自動作成装置が、制約条件および前記運転整理案候補をもとに前記運転整理案候補の前記制約条件に対する制約違反量を計算するステップと、
前記運転整理案自動作成装置が、前記利便性、前記回復度および前記制約違反量を用いて定義される前記運転整理案候補の評価値を計算するステップと、
前記運転整理案自動作成装置が、前記運転整理案候補の評価値の計算が初回の場合は、前記運転整理案を作成する処理に戻り、前記運転整理案候補の評価値の計算が２回目以降は、前記運転整理案候補の評価値と前記前回作成された運転整理案候補の評価値とを比較し、前記運転整理案候補の評価値が前記前回作成された運転整理案候補の評価値に比べて改善された場合には、前記運転整理案を作成する処理に戻り、前記運転整理案候補の評価値が前記前回作成された運転整理案候補の評価値に比べて改善されない場合には、前記前回作成された運転整理案候補を前記運転整理案として採用するステップと、
を含み、
前記評価値は、
前記利便性、前記回復度および前記制約違反量の荷重和として定義されることを特徴とする運転整理案自動作成方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る運転整理案自動作成装置は、計画ダイヤを格納する計画ダイヤ格納部と、実績ダイヤを格納する実績ダイヤ格納部と、運転整理案を作成する際に課されるべき制約条件を格納する制約条件格納部と、前記計画ダイヤにおける列車の出発予定時刻または到着予定時刻と前記運転整理案をもとに前記運転整理案の列車種別ごとの利便性を計算する利便性計算部と、前記運転整理案と前記計画ダイヤとの比較から求められるダイヤ乱れ回復時刻と現在時刻との差分をもとにダイヤ乱れからの回復度を計算する回復度計算部と、前記制約条件および前記運転整理案をもとに前記運転整理案の前記制約条件に対する制約違反量を計算する制約違反量計算部と、前記利便性、前記回復度および前記制約違反量を用いて定義される評価値に基づいて、前記運転整理案を作成する運転整理案作成部と、前記運転整理案を格納する運転整理案格納部と、を備え、前記運転整理案作成部は、前記運転整理案の初期案を予め決められた修正方法に従って修正して運転整理案候補を作成し、前記運転整理案候補の評価値が前記運転整理案の初期案の評価値に比べて改善される場合には、前記運転整理案候補を前記修正方法に従って修正して次の運転整理案候補を作成し、前記次の運転整理案候補の評価値が前記運転整理案候補の評価値に比べて改善される限りは前記次の運転整理案候補を前記修正方法に従って修正する処理を繰り返し、前記次の運転整理案候補の評価値が前記運転整理案候補の評価値に比べて改善されないときに当該運転整理案候補を前記運転整理案として採用し、前記評価値は、前記利便性、前記回復度および前記制約違反量の荷重和として定義されることを特徴とする。
【国際調査報告】
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