(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータを、
１）各駅間の閉塞区間の数が定められた駅間線路と、２）各駅の各番線毎の列車進出／進入の可否が定められた駅番線入出条件とが少なくとも定められた設備データに基づいて、設備基準ペトリネットモデルを生成する設備モデル生成手段、
運行する列車の種別毎に、前記生成された設備基準ペトリネットモデルを、当該種別の列車の運行に応じたペトリネットモデルに補正することにより、列車種別別の運行ペトリネットモデルを生成する列車種別別モデル生成手段、
前記生成された列車種別別の運行ペトリネットモデルそれぞれを構成するプレースのうちの同一の閉塞区間を表すプレース間に、同一の閉塞区間に対する列車本数制約を規定するためのプレースである補プレースを設定することで、前記生成された列車種別別の運行ペトリネットモデルを合成して列車運行適応ペトリネットモデルを生成する列車運行適応モデル生成手段、
として機能させるためのプログラム。
【請求項２】
請求項１に記載のプログラムであって、
緊急抑止状態の列車の位置を設定する緊急抑止位置設定手段、
整理抑止状態の列車の希望位置を設定する整理抑止希望位置設定手段、
前記生成された列車運行適応ペトリネットモデル、前記設定された緊急抑止状態の列車位置、及び前記設定された整理抑止状態の列車希望位置に基づいて、列車の移動手順を定めた複数の列車抑止手配候補を生成する候補生成手段、
発火順位と当該順位での発火を希望するトランジションとの組合せを定めた評価基準発火条件を設定する評価基準設定手段、
前記生成された列車抑止手配候補それぞれについて、当該列車抑止手配候補による列車の移動手順に従ったトランジションの発火順序と当該順序で発火したトランジションとの組合せを、前記設定された評価基準発火条件を基に評価する評価処理手段、
前記評価処理手段による評価結果に基づいて、前記生成された複数の列車抑止手配候補のうち、出力する列車抑止手配候補を決定して出力する出力手段、
として前記コンピュータを機能させるためのプログラム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のプログラムであって、
緊急抑止状態の列車の数を設定する列車数設定手段、
前記緊急抑止状態から整理抑止状態に至るまでの希望する閉塞区間間の列車移動回数を設定する希望移動回数設定手段、
前記生成された列車運行適応ペトリネットモデルを構成する各トランジションのうち、前記希望移動回数設定手段により設定された列車移動回数分発火させるトランジションの組合せを求める組合せ算出手段、
前記算出された組合せを構成するトランジションそれぞれを発火させた場合のトークンの総増減値を算出するトークン増減値算出手段、
前記算出された総増減値がゼロ以外であれば、前記設定された列車移動回数で前記緊急抑止状態から整理抑止状態に至るように列車を移動させることは不可能であると判定する不可能簡易判定手段、
として前記コンピュータを機能させるためのプログラム。
【請求項４】
１）各駅間の閉塞区間の数が定められた駅間線路と、２）各駅の各番線毎の列車進出／進入の可否が定められた駅番線入出条件とが少なくとも定められた設備データに基づいて、設備基準ペトリネットモデルを生成する設備モデル生成手段と、
運行する列車の種別毎に、前記生成された設備基準ペトリネットモデルを、当該種別の列車の運行に応じたペトリネットモデルに補正することにより、列車種別別の運行ペトリネットモデルを生成する列車種別別モデル生成手段と、
前記生成された列車種別別の運行ペトリネットモデルそれぞれを構成するプレースのうちの同一の閉塞区間を表すプレース間に、同一の閉塞区間に対する列車本数制約を規定するためのプレースである補プレースを設定することで、前記生成された列車種別別の運行ペトリネットモデルを合成して列車運行適応ペトリネットモデルを生成する列車運行適応モデル生成手段と、
を備えた列車運行適応ペトリネットモデル生成装置。
【請求項５】
１）各駅間の閉塞区間の数が定められた駅間線路と、２）各駅の各番線毎の列車進出／進入の可否が定められた駅番線入出条件とが少なくとも定められた設備データに基づいて、設備基準ペトリネットモデルを生成する設備モデル生成手段と、
運行する列車の種別毎に、前記生成された設備基準ペトリネットモデルを、当該種別の列車の運行に応じたペトリネットモデルに補正することにより、列車種別別の運行ペトリネットモデルを生成する列車種別別モデル生成手段と、
前記生成された列車種別別の運行ペトリネットモデルそれぞれを構成するプレースのうちの同一の閉塞区間を表すプレース間に、同一の閉塞区間に対する列車本数制約を規定するためのプレースである補プレースを設定することで、前記生成された列車種別別の運行ペトリネットモデルを合成して列車運行適応ペトリネットモデルを生成する列車運行適応モデル生成手段と、
緊急抑止状態の列車の位置を設定する緊急抑止位置設定手段と、
整理抑止状態の列車の希望位置を設定する整理抑止希望位置設定手段と、
前記生成された列車運行適応ペトリネットモデル、前記設定された緊急抑止状態の列車ｙ位置、及び前記設定された整理抑止状態の列車希望位置に基づいて、列車の移動手順を定めた複数の列車抑止手配候補を生成する候補生成手段と、
発火順位と当該順位での発火を希望するトランジションとの組合せを定めた評価基準発火条件を設定する評価基準設定手段と、
前記生成された列車抑止手配候補それぞれについて、当該列車抑止手配候補による列車の移動手順に従ったトランジションの発火順序と当該順序で発火したトランジションとの組合せを、前記設定された評価基準発火条件を基に評価する評価処理手段と、
前記評価処理手段による評価結果に基づいて、前記生成された複数の列車抑止手配候補のうち、出力する列車抑止手配候補を決定して出力する出力手段と、
を備えた列車抑止手配支援装置。
【請求項６】
１）各駅間の閉塞区間の数が定められた駅間線路と、２）各駅の各番線毎の列車進出／進入の可否が定められた駅番線入出条件とが少なくとも定められた設備データに基づいて、設備基準ペトリネットモデルを生成する設備モデル生成工程と、
運行する列車の種別毎に、前記生成された設備基準ペトリネットモデルを、当該種別の列車の運行に応じたペトリネットモデルに補正することにより、列車種別別の運行ペトリネットモデルを生成する列車種別別モデル生成工程と、
前記生成された列車種別別の運行ペトリネットモデルそれぞれを構成するプレースのうちの同一の閉塞区間を表すプレース間に、同一の閉塞区間に対する列車本数制約を規定するためのプレースである補プレースを設定することで、前記生成された列車種別別の運行ペトリネットモデルを合成して列車運行適応ペトリネットモデルを生成する列車運行適応モデル生成工程と、
を含む列車運行適応ペトリネットモデル生成方法。
【請求項７】
１）各駅間の閉塞区間の数が定められた駅間線路と、２）各駅の各番線毎の列車進出／進入の可否が定められた駅番線入出条件とが少なくとも定められた設備データに基づいて、設備基準ペトリネットモデルを生成する設備モデル生成工程と、
運行する列車の種別毎に、前記生成された設備基準ペトリネットモデルを、当該種別の列車の運行に応じたペトリネットモデルに補正することにより、列車種別別の運行ペトリネットモデルを生成する列車種別別モデル生成工程と、
前記生成された列車種別別の運行ペトリネットモデルそれぞれを構成するプレースのうちの同一の閉塞区間を表すプレース間に、同一の閉塞区間に対する列車本数制約を規定するためのプレースである補プレースを設定することで、前記生成された列車種別別の運行ペトリネットモデルを合成して列車運行適応ペトリネットモデルを生成する列車運行適応モデル生成工程と、
緊急抑止状態の列車の位置を設定する緊急抑止位置設定工程と、
整理抑止状態の列車の希望位置を設定する整理抑止希望位置設定工程と、
前記生成された列車運行適応ペトリネットモデル、前記設定された緊急抑止状態の列車位置、及び前記設定された整理抑止状態の列車希望位置に基づいて、列車の移動手順を定めた複数の列車抑止手配候補を生成する候補生成工程と、
発火順位と当該順位での発火を希望するトランジションとの組合せを定めた評価基準発火条件を設定する評価基準設定工程と、
前記生成された列車抑止手配候補それぞれについて、当該列車抑止手配候補による列車の移動手順に従ったトランジションの発火順序と当該順序で発火したトランジションとの組合せを、前記設定された評価基準発火条件を基に評価する評価処理工程と、
前記評価処理工程における評価結果に基づいて、前記生成された複数の列車抑止手配候補のうち、出力する列車抑止手配候補を決定して出力する出力工程と、
を含む列車抑止手配支援方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、列車の運行に適応したペトリネットモデルを生成するための装置、プログラム及び方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
離散事象システムをモデル化するための手法の１つとして、ペトリネットモデルが知られている。このペトリネットモデルは、プレースと、トランジションと呼ばれる２種類のノードをアークで結び、トークンがプレースを遷移することで状態の変化を表すモデルである。
【０００３】
このペトリネットモデルを列車ダイヤシミュレーションに適用した例が特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開平１０−２１７９６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
列車は必ず軌道上を走行し、軌道は基本的に固定である。また、軌道は閉塞区間で区切られており、各閉塞区間には、たかだか１編成の列車しか在線できない。そのため、同一の閉塞区間に複数の列車が位置することはなく、前方の列車と同じ軌道を走行して当該列車を追い越すといったことはできない。こういった制約に鑑みると、列車ダイヤのシミュレーションは、ペトリネットモデルに好適であるといえる。
【０００５】
しかしながら、線路等の設備データを基に単純にペトリネットモデルを生成した場合、トークンを除く、プレース、トランジション及びアークから成るペトリネットモデルは正に線路の配線そのものを示すものとなる。このため、列車を表すトークンを配置・遷移させて、列車の運行をシミュレーションしようとすると、複雑な処理が必要となる面があった。
【０００６】
具体的には、例えば、単線区間を走行する列車についてはトークンを上り／下り双方に遷移させる制御をする必要があったり、駅間において普通列車と快速列車とが同一の軌道を走行する場合には、普通列車のトークンと快速列車のトークンとを識別して制御する必要があったりする。
【０００７】
本発明は上述した課題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、設備データを基に単純にペトリネットモデルを生成するという設備側の観点に立ったペトリネットモデルを生成するのではなく、列車の運行に適応した運行側の観点に立ったペトリネットモデルを生成することである。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、列車運行側の観点に立ったペトリネットモデルを列車抑止手配のシミュレーションに適用して、適切な列車抑止手配案を生成させることである。
【０００９】
列車抑止とは、事故等により、安全及び列車運行への支障が見込まれた場合に、指令員が影響の及んだ列車、及び、影響の及ぶおそれの有る列車を適切な箇所に停車させることであり、そのための列車の移動手順である手配のことを列車抑止手配という。
【００１０】
列車抑止には大きく２種類あり、１つは安全確保のために支障箇所付近に列車を進入させないことを目的とした列車抑止（以下、「緊急抑止」という。）であり、もう１つは支障解除後に運転整理を円滑に行うための列車抑止（以下、「整理抑止」という。）である。
【００１１】
より具体的には、緊急抑止は事故等が発生して支障が見込まれた場合に緊急になされる抑止である。このため緊急抑止を行う際は、列車を停車させること自体を最優先する。
【００１２】
一方、整理抑止は、緊急抑止の後、又はほぼ同時に行われるものであり、適切な停車箇所を判断して列車が抑止される。例えば、折り返し可能な駅で列車を停車させるように整理抑止を行えば、運転整理によって、当該列車を円滑に折り返し運転とすることができる。
【００１３】
本発明の他の目的は、列車を緊急抑止した状態から、所望の整理抑止の状態とするための適切な手配案を生成することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
以上の課題を解決するための第１の発明は、
コンピュータを、
少なくとも駅間線路及び駅番線入出条件が定められた設備データ（例えば、図１３の設備データ５５；駅間線路データ５６及び駅番線入出条件データ５７）に基づいて、設備基準ペトリネットモデルを生成する設備モデル生成手段（例えば、図１のステップＳ１１、図１４のステップＡ１）、
運行する列車の種別毎に、前記生成された設備基準ペトリネットモデルを、当該種別の列車の運行に応じたペトリネットモデルに補正することにより、列車種別別の運行ペトリネットモデルを生成する列車種別別モデル生成手段（例えば、図１のステップＳ１３、図１４のステップＡ１）、
前記生成された列車種別別の運行ペトリネットモデルを、閉塞区間ごとに所定の閉塞用補プレースで括ることにより合成し、列車運行適応ペトリネットモデルを生成する列車運行適応モデル生成手段（例えば、図１のステップＳ１５、図１４のステップＡ１）、
として機能させるためのプログラム（例えば、図１３の列車運行適応モデル生成プログラム５２）である。
【００１５】
また、他の発明として、
少なくとも駅間線路及び駅番線入出条件が定められた設備データに基づいて、設備基準ペトリネットモデルを生成する設備モデル生成手段と、
運行する列車の種別毎に、前記生成された設備基準ペトリネットモデルを、当該種別の列車の運行に応じたペトリネットモデルに補正することにより、列車種別別の運行ペトリネットモデルを生成する列車種別別モデル生成手段と、
前記生成された列車種別別の運行ペトリネットモデルを、閉塞区間ごとに所定の閉塞用補プレースで括ることにより合成し、列車運行適応ペトリネットモデルを生成する列車運行適応モデル生成手段と、
を備えた列車運行適応ペトリネットモデル生成装置（例えば、図１３の列車抑止手配支援装置１）を構成することとしてもよい。
【００１６】
更には、
少なくとも駅間線路及び駅番線入出条件が定められた設備データに基づいて、設備基準ペトリネットモデルを生成する設備モデル生成工程と、
運行する列車の種別毎に、前記生成された設備基準ペトリネットモデルを、当該種別の列車の運行に応じたペトリネットモデルに補正することにより、列車種別別の運行ペトリネットモデルを生成する列車種別別モデル生成工程と、
前記生成された列車種別別の運行ペトリネットモデルを、閉塞区間ごとに所定の閉塞用補プレースで括ることにより合成し、列車運行適応ペトリネットモデルを生成する列車運行適応モデル生成工程と、
を含む列車運行適応ペトリネットモデル生成方法を構成することとしてもよい。
【００１７】
これらの発明によれば、設備データに基づいて生成された設備基準ペトリネットモデルから列車種別別の運行ペトリネットモデルが生成され、その列車種別別の運行ペトリネットモデルが所定の閉塞用補プレースで括られることで、列車運行適応ペトリネットモデルが生成される。よって、列車運行適応ペトリネットモデルは、列車種別それぞれに応じたペトリネットモデルを含んでいるとともに、閉塞区間ごとに閉塞用補プレースで括られて合成されている。このため、設備データに対しても矛盾のない、列車運行に適したペトリネットモデルを生成することができる。
【００１８】
また、第２の発明は、第１の発明のプログラムであって、
緊急抑止状態の列車の位置を設定する緊急抑止位置設定手段（例えば、図１５のステップＢ３）、
整理抑止状態の列車の希望位置を設定する整理抑止希望位置設定手段（例えば、図１５のステップＢ５）、
前記生成された列車運行適応ペトリネットモデル、前記設定された緊急抑止状態の列車位置、及び前記設定された整理抑止状態の列車希望位置に基づいて、列車の移動手順を定めた複数の列車抑止手配候補を生成する候補生成手段（例えば、図１５のステップＢ１１）、
発火順位と当該順位での発火を希望するトランジションとの組合せを定めた評価基準発火条件を設定する評価基準設定手段（例えば、図１５のステップＢ１）、
前記生成された列車抑止手配候補それぞれについて、当該列車抑止手配候補による列車の移動手順に従ったトランジションの発火順序と当該順序で発火したトランジションとの組合せを、前記設定された評価基準発火条件を基に評価する評価処理手段（例えば、図１５のステップＢ１５）、
前記評価処理手段による評価結果に基づいて、前記生成された複数の列車抑止手配候補のうち、出力する列車抑止手配候補を決定して出力する出力手段（例えば、図１５のステップＢ２１）、
として前記コンピュータを機能させるためのプログラム（例えば、図１３の列車抑止手配生成プログラム５３）である。
【００１９】
また、他の発明として、
少なくとも駅間線路及び駅番線入出条件が定められた設備データに基づいて、設備基準ペトリネットモデルを生成する設備モデル生成手段と、
運行する列車の種別毎に、前記生成された設備基準ペトリネットモデルを、当該種別の列車の運行に応じたペトリネットモデルに補正することにより、列車種別別の運行ペトリネットモデルを生成する列車種別別モデル生成手段と、
前記生成された列車種別別の運行ペトリネットモデルを、閉塞区間ごとに所定の閉塞用補プレースで括ることにより合成し、列車運行適応ペトリネットモデルを生成する列車運行適応モデル生成手段と、
緊急抑止状態の列車の位置を設定する緊急抑止位置設定手段と、
整理抑止状態の列車の希望位置を設定する整理抑止希望位置設定手段と、
前記生成された列車運行適応ペトリネットモデル、前記設定された緊急抑止状態の列車位置、及び前記設定された整理抑止状態の列車希望位置に基づいて、列車の移動手順を定めた複数の列車抑止手配候補を生成する候補生成手段と、
発火順位と当該順位での発火を希望するトランジションとの組合せを定めた評価基準発火条件を設定する評価基準設定手段と、
前記生成された列車抑止手配候補それぞれについて、当該列車抑止手配候補による列車の移動手順に従ったトランジションの発火順序と当該順序で発火したトランジションとの組合せを、前記設定された評価基準発火条件を基に評価する評価処理手段と、
前記評価処理手段による評価結果に基づいて、前記生成された複数の列車抑止手配候補のうち、出力する列車抑止手配候補を決定して出力する出力手段と、
を備えた列車抑止手配支援装置（例えば、図１３の列車抑止手配支援装置１）を構成することとしてもよい。
【００２０】
更には、
少なくとも駅間線路及び駅番線入出条件が定められた設備データに基づいて、設備基準ペトリネットモデルを生成する設備モデル生成工程と、
運行する列車の種別毎に、前記生成された設備基準ペトリネットモデルを、当該種別の列車の運行に応じたペトリネットモデルに補正することにより、列車種別別の運行ペトリネットモデルを生成する列車種別別モデル生成工程と、
前記生成された列車種別別の運行ペトリネットモデルを、閉塞区間ごとに所定の閉塞用補プレースで括ることにより合成し、列車運行適応ペトリネットモデルを生成する列車運行適応モデル生成工程と、
緊急抑止状態の列車の位置を設定する緊急抑止位置設定工程と、
整理抑止状態の列車の希望位置を設定する整理抑止希望位置設定工程と、
前記生成された列車運行適応ペトリネットモデル、前記設定された緊急抑止状態の列車位置、及び前記設定された整理抑止状態の列車希望位置に基づいて、列車の移動手順を定めた複数の列車抑止手配候補を生成する候補生成工程と、
発火順位と当該順位での発火を希望するトランジションとの組合せを定めた評価基準発火条件を設定する評価基準設定工程と、
前記生成された列車抑止手配候補それぞれについて、当該列車抑止手配候補による列車の移動手順に従ったトランジションの発火順序と当該順序で発火したトランジションとの組合せを、前記設定された評価基準発火条件を基に評価する評価処理工程と、
前記評価処理工程における評価結果に基づいて、前記生成された複数の列車抑止手配候補のうち、出力する列車抑止手配候補を決定して出力する出力工程と、
を含む列車抑止手配支援方法を構成することとしてもよい。
【００２１】
これらの発明によれば、列車運行適応ペトリネットモデル、緊急抑止状態の列車位置、及び整理抑止状態の列車希望位置に基づいて、列車抑止手配の候補が生成される。但し、出力される列車抑止手配の候補は、評価基準発火条件に対する評価結果に基づいて決定される。評価基準発火条件は、発火順位と当該順位での発火を希望するトランジションとの組合せであるため、例えば、事故等の発生した箇所周辺に位置する列車を移動させるためのトランジションの発火順位を、当該箇所から遠くに位置する列車を移動させるためのトランジションの発火順位より優先させるような評価基準発火条件を定めるといったことにより、所望する評価基準発火条件に沿った列車抑止手配候補を高く評価させることができるようになる。
【００２２】
また、第３の発明は、第１又は第２の発明のプログラムであって、
緊急抑止状態の列車の数を設定する列車数設定手段（例えば、図１５のステップＢ３）、
前記緊急抑止状態から整理抑止状態に至るまでの希望する閉塞区間間の列車移動回数を設定する希望移動回数設定手段（例えば、図１５のステップＢ１）、
前記生成された列車運行適応ペトリネットモデルを構成する各トランジションのうち、前記希望移動回数設定手段により設定された列車移動回数分発火させるトランジションの組合せを求める組合せ算出手段（例えば、図１５のステップＢ１１）、
前記算出された組合せを構成するトランジションそれぞれを発火させた場合のトークンの総増減値を算出するトークン増減値算出手段（例えば、図１５のステップＢ７）、
前記算出された総増減値がゼロ以外であれば、前記設定された列車移動回数で前記緊急抑止状態から整理抑止状態に至るように列車を移動させることは不可能であると判定する不可能簡易判定手段（例えば、図１５のステップＢ７）、
として前記コンピュータを機能させるためのプログラムである。
【００２３】
緊急抑止状態にある列車を整理抑止状態に移動させるための列車抑止手配の演算は、多数の列車抑止手配候補を繰り返し算出する処理を伴うため、演算量が膨大になる。事故等による緊急抑止は待った無しの状況にあり、可及的速やかに整理抑止状態に移行するためには、列車抑止手配の演算量の削減が望まれる。第３の発明によれば、この演算量を削減することができる。即ち、繰り返し算出される列車抑止手配候補が確実に実行不可能であることを、トークン増減値算出手段により算出されたトークンの総増減値がゼロか否かという簡易な判定で判明できる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、列車の運行に適応した運行側の観点に立ったペトリネットモデルを生成することができる。また、列車を緊急抑止した状態から、所望の整理抑止の状態とするための適切な列車抑止手配案を生成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
１．原理
先ず、図１を参照して、列車抑止手配案を生成することによる列車抑止手配の支援について説明する。
列車抑止手配支援は、大きく、列車運行適応モデル生成（ステップＳ１）と、列車抑止手配案生成（ステップＳ３）との２つのステップにより実現される。
【００２６】
１−１．列車運行適応モデル生成
列車運行適応モデル生成は、ペトリネットモデルで列車運行適応モデルを生成するステップであり、設備基準モデル生成（ステップＳ１１）と、列車種別別モデル生成（ステップＳ１３）と、列車種別別モデル合成（ステップＳ１５）との３つのステップにより実現される。以下、これら３つのステップについて詳細に説明する。
【００２７】
１−１−１．設備基準モデル生成
先ず、「設備基準モデル」と呼ばれるモデルを生成する。ここでは、図２に示す配線に対する設備基準モデルを生成する場合を例に挙げて説明する。図２に示す配線は、下り線路と、上り線路とからなる複線の線区を示しており、１駅には１番線及び２番線の２つの番線、２駅には１番線、２番線及び３番線の３つの番線、３駅には１番線及び２番線の２つの番線が存在する。尚、２駅の３番線を除いた各番線では、折返し運転が可能である。
【００２８】
設備基準モデルは、ペトリネットモデルで表現される。ペトリネットモデルは、「プレース」及び「トランジション」と呼ばれる２種類のノードを有する二部有向グラフである。
【００２９】
プレースは、円で表されるノードであり、対象となる系に含まれる条件を示している。
本実施形態では、プレースとして、各駅間それぞれに存在する「閉塞区間」を表すプレースと、各駅それぞれの「番線」を表すプレースとが存在する。以下、プレースを包括的に「ｐ」で表す。
【００３０】
トランジションは、棒で表されるノードであり、対象となる系に含まれる事象を示している。本実施形態では、トランジションとして、列車が「駅の番線から駅間の閉塞区間に進出」することを表すトランジションと、列車が「駅間の閉塞区間から次の閉塞区間に進出」することを表すトランジションと、列車が「駅間の閉塞区間から駅の番線に進入」することを表すトランジションとが存在する。以下、トランジションを包括的に「ｔ」で表す。
【００３１】
そして、プレースには「トークン」と呼ばれる点が配置され、トークンがプレースを遷移することで状態の変化が表される。トークンは、条件の成立を示しており、本実施形態では原則として「列車」を示している。但し、本実施形態では、１つのプレースには、最大でも１つのトークンしか配置されないものとする。即ち、１つの「閉塞区間」や「番線」には、１編成の列車しか在線し得ないことになる。
【００３２】
また、プレース及びトランジションは、所定の重みを持つ「アーク」と呼ばれる矢印で接続される。但し、本実施形態では、全てのアークの重みを「１」とする。以下、プレースからトランジションに向かうアークを「入力アーク」、トランジションからプレースに向かうアークを「出力アーク」と呼ぶ。また、入力アークの出発元のプレースを「入力プレース」、出力アークの到達先のプレースを「出力プレース」と呼ぶ。
【００３３】
プレースに配置されたトークンは、トランジションが発火することで、他のプレースに遷移する。具体的には、トランジションの全ての入力プレースが、入力アークに設定されている重み以上の個数のトークンを持つ場合に、該トランジションは発火可能となる。但し、発火可能なトランジションは、発火しても良いし、発火しなくても良い。
【００３４】
そして、トランジションが発火すると、該トランジションの全ての入力プレースから入力アークの重みの個数だけトークンが取り除かれ、該トランジションの全ての出力プレースに出力アークの重みの個数だけトークンが配置される。これは、列車が一の閉塞区間（又は番線）から次の閉塞区間（又は番線）に進出したことを示している。
【００３５】
図３は、ペトリネットモデルの動作を説明するための図である。
図３には、プレース「ｐ１」〜「ｐ４」と、トランジション「ｔ１」及び「ｔ２」とからなるペトリネットモデルが示されている。また、プレース及びトランジションはアークで接続されており、各アークの重みは「１」である。
【００３６】
トランジション「ｔ１」の入力プレースは、プレース「ｐ１」及び「ｐ２」であり、それぞれに１つ以上のトークンが配置されることで、トランジション「ｔ１」は発火可能となる。しかし、図３（ａ）では、プレース「ｐ１」にはトークンが１つ配置されているが、プレース「ｐ２」にはトークンが配置されていないため、トランジション「ｔ１」は発火可能ではない。
【００３７】
一方、図３（ｂ）では、プレース「ｐ１」及び「ｐ２」にトークンが１つずつ配置されているため、トランジション「ｔ１」は発火可能である。そして、トランジション「ｔ１」が発火することで、プレース「ｐ１」及び「ｐ２」からトークンが１つずつ取り除かれ、トランジション「ｔ１」の出力プレースであるプレース「ｐ３」にトークンが１つ配置される（図３（ｃ））。
【００３８】
ペトリネットモデルについて説明してきたが、設備基準モデルを生成する際には、先ず生成対象とする配線（ここでは、図２）に関する設備データ５５に基づいて、「設備基準仮モデル」と呼ばれるペトリネットモデルを生成する。
【００３９】
図４は、図２の配線を表す設備データ５５を示す図である。
設備データ５５は、駅間線路データ５６と駅番線入出条件データ５７とを含んでおり、駅間線路データ５６を図４（ａ）、駅番線入出条件データ５７を図４（ｂ）にそれぞれ示す。
【００４０】
駅間線路データ５６には、線路５６１と、始端駅５６３と、終端駅５６５と、許容本数５６７とが対応付けられている。線路５６１は、線路の種類が「下り」と「上り」の何れであるかを示している。始端駅５６３及び終端駅５６５は、それぞれ列車の出発駅及び到着駅を示しており、ここでは「１駅」〜「３駅」の何れかが設定されている。許容本数５６７は、始端駅５６３と終端駅５６５との間に在線することが許される列車の本数を示している。即ち、許容本数５６７は、駅間に存在する閉塞区間の数を表している。
【００４１】
駅番線入出条件データ５７には、駅５７１と、番線５７３と、線路５７５と、入出可能区分５７７とが対応付けられている。駅５７１には、「１駅」〜「３駅」の何れかが設定されている。番線５７３は、駅に存在する番線を示しており、ここでは「１番線」〜「３番線」の何れかが設定されている。
【００４２】
線路５７５は、駅間線路データ５６の線路５６１と同一である。入出可能区分５７７は、番線５７３と線路５７５との間で、列車の進出又は進入が可能であるか否かを示しており、進出のみ可能である場合に「進出」、進入のみ可能である場合に「進入」、どちらも可能である場合に「進入及び進出」が設定されている。
【００４３】
先ず、駅間線路データ５６の１行目Ｌ１１から、「列車が下り線路で１駅から進出したら、次駅は２駅」であることがわかる。また、駅番線入出条件データ５７の１行目Ｌ２１から、「１駅の１番線から下り線路には進出可能」であることがわかる。この２つの情報に基づいてプレース及びトランジション設定し、それらをアークで接続することで、図５（ａ）のペトリネットモデルを得ることができる。
【００４４】
また、駅間線路データ５６の４行目Ｌ１４から、「列車が上り線路で１駅に進入してくるなら、前駅は２駅」であることがわかる。また、駅番線入出条件データ５７の２行目Ｌ２２から、「１駅の１番線には上り線路で進入可能」であることがわかる。先の２つの情報に加えて、この２つの情報に基づけば、ペトリネットモデルは次のように変更される。即ち、図５（ａ）のペトリネットモデルにプレース及びトランジションを追加し、それらをアークで接続することで、図５（ｂ）のペトリネットモデルを得ることができる。
【００４５】
以下、同様の手順を繰り返し、駅間線路データ５６及び駅番線入出条件データ５７の全ての行の組合せから得られる情報に基づいて、プレース及びトランジションを追加していき、それらをアークで接続することで得られたペトリネットモデルを設備基準仮モデルとする。図２の配線について、最終的に得られた設備基準仮モデルを、図６に示す。
【００４６】
次に、生成された設備基準仮モデルに修正を加えることで、設備基準モデルを生成する。具体的には、駅間線路データ５６の許容本数５６７に基づいて、設備基準仮モデルに含まれる閉塞区間を表す各プレースそれぞれを、許容本数５６７の個数に応じて分割する。
【００４７】
具体的には、閉塞区間を表すプレースを許容本数５６７の数だけ設定し、隣接するプレース間にトランジションを１つ設定する。そして、設定したプレース及びトランジションをアークで接続する。
【００４８】
例えば、図４（ａ）の駅間線路データ５６の１行目Ｌ１１から、「下り線路の１駅と２
駅間には、２本の列車が在線可能である」ことがわかる。そこで、１駅と２駅間の下り線路の閉塞区間を表すプレースを、２つのプレースに分割する。
【００４９】
以下、同様の手順を繰り返し、駅間線路データ５６の全ての行の許容本数５６７に基づいて閉塞区間を表すプレースを分割していき、最終的に得られたペトリネットモデルを設備基準モデルとする。図６の設備基準仮モデルから得られる設備基準モデルを、図７に示す。
【００５０】
図７の設備基準モデルにおいて「Ｎ１」〜「Ｎ４」で表される部分は、図６の設備基準仮モデルの「Ｍ１」〜「Ｍ４」で表される部分に含まれるプレースをそれぞれ分割することで得られた部分である。
【００５１】
１−１−２．列車種別別モデル生成
ステップＳ１１で設備基準モデルを生成したら、生成した設備基準モデルに基づいて、「列車種別別モデル」と呼ばれるペトリネットモデルを生成する。以下、簡単のため、設備基準モデルが、図８（ａ）に示すようなペトリネットモデルで表される場合について説明する。
【００５２】
先ず、設備基準モデルを、存在する列車種別分だけ複製する。今、列車種別として「列車種別１」及び「列車種別２」の２種類が存在する場合を考えると、図８（ａ）の設備基準モデルを２つに複製する。
【００５３】
そして、各列車種別それぞれについて、複製されたペトリネットモデルの中から、列車の運行上不要な部分を削除し、これにより得られたモデルを列車種別別モデルとする。例えば、「列車種別１」が普通列車、「列車種別２」が快速列車であるとすると、普通列車は駅の本線及び副本線の何れを通過させても良いが、快速列車は駅の副本線をなるべく通過させたくないという要請がある。
【００５４】
そこで、「列車種別２」については、複製されたペトリネットモデルの中から、駅の副本線に対応する番線を表すプレースを削除すると共に、該プレースに隣接するトランジション及びこれらを接続するアークを削除する。図８（ａ）の設備基準モデルから得られる列車種別別モデルを、図８（ｂ）に示す。
【００５５】
図８（ｂ）では、「列車種別１」についての列車種別別モデルの「Ｎ５」で表される部分が、駅の副本線に対応する番線を表すプレースと、該プレースに隣接するプレースとを含む部分である。そして、「列車種別２」についての列車種別別モデルでは、「Ｎ５」に対応する部分が削除されていることがわかる。
【００５６】
１−１−３．列車種別別モデル合成
ステップＳ１３で列車種別別モデルを生成したら、列車種別別モデルを１つに合成することで「列車運行適応モデル」を生成する。具体的には、各列車種別別モデルにおいて同一の閉塞区間又は番線を示しているプレースを、「補プレース」と呼ばれるダミープレースで括ることで、列車種別別モデルを合成する。
【００５７】
図８（ｂ）の列車種別別モデルを合成することで得られる列車運行適応モデルを、図９に示す。図９の列車運行適応モデルでは、「列車種別１」及び「列車種別２」それぞれについての列車種別別モデルにおける同一の閉塞区間又は番線を表すプレース間に、補プレース「ｓｐ１」〜「ｓｐ６」が設定されている。
【００５８】
ここで、図１０を参照して、補プレースを用いて列車種別別モデルの合成を行う意義について詳細に説明する。図１０（ａ）〜（ｃ）ともに、「Ｐ２」と「Ｐ５」が同一の閉塞区間を表しているとする。
【００５９】
図１０（ａ）は、合成を行う前の列車種別別モデルの一例を示す図である。今、上段の「列車種別１」についての列車種別別モデルのプレース「ｐ１」と、下段の「列車種別２」についての列車種別別モデルのプレース「ｐ５」とにトークンが１つずつ配置されている場合を考える。これは、プレース「ｐ１」で表される閉塞区間と、プレース「ｐ５」で表される閉塞区間とに、列車が１本ずつ在線していることを意味している。
【００６０】
この場合、トランジション「ｔ１」が発火すると、プレース「ｐ１」のトークンが取り除かれ、プレース「ｐ２」にトークンが配置されることになる。すると、プレース「ｐ２」と「ｐ５」とに１つずつトークンが配置されることになるが、プレース「ｐ２」と「ｐ５」とは同一の閉塞区間を表しているため、１つの閉塞区間に２本の列車が在線していることになる。これは実際には起こってはいけないことである。
【００６１】
そこで、同一の閉塞区間を表すプレース「ｐ２」と「ｐ５」とを、補プレース「ｓｐ１」で括ることにする。今、プレース「ｐ４」と補プレース「ｓｐ１」とにトークンがそれぞれ１つずつ配置されている場合を考えると（図１０（ｂ））、トランジション「ｔ３」は発火可能であり、トランジション「ｔ３」が発火することで、プレース「ｐ４」と補プレース「ｓｐ１」とからトークンが１つずつ取り除かれ、プレース「ｐ５」にトークンが１つ配置されることになる。そして、その後、プレース「ｐ１」にトークンが１つ配置されたとする（図１０（ｃ））。
【００６２】
プレース「ｐ１」にはトークンが配置されているが、補プレース「ｓｐ１」にはトークンが配置されていないため、トランジション「ｔ１」は発火することができない。従って、この状態においてプレース「ｐ２」にトークンが配置されることはない。
【００６３】
また、プレース「ｐ２」にトークンが配置されるためには、補プレース「ｓｐ１」にトークンが配置され、トランジション「ｔ１」が発火可能となる必要がある。しかし、補プレース「ｓｐ１」にトークンが配置されるのは、トランジション「ｔ４」が発火し、プレース「ｐ５」に配置されているトークンが取り除かれた後である。以上のことから、プレース「ｐ２」と「ｐ５」の両方にトークンが同時に存在することは、起こり得ないと言える。
【００６４】
このように、列車種別別モデルの同一のプレースを補プレースで括って合成することで、同一のプレースにトークンが同時に存在することを回避できる。尚、実際には、補プレースもまた閉塞区間（又は番線）を表しているに他ならない。
【００６５】
１−２．列車抑止手配案生成
次に、ステップＳ１で生成された列車運行適応モデルを用いて、列車抑止手配案を生成する原理について説明する。
【００６６】
先ず、生成された列車運行適応モデルについて、トランジションの発火回数の最大値（以下、「最大発火回数」と呼ぶ。）を設定する。この最大発火回数は、緊急抑止状態から整理抑止状態に至るまでの希望する列車の移動回数を表している。
【００６７】
また、緊急抑止状態における列車数及び各列車それぞれの停車位置に基づいて、列車運行適応モデルのプレースにトークンを配置することで、初期状態を設定する。また、整理抑止状態における列車数及び各列車それぞれの停車希望位置に基づいて、列車運行適応モデルのプレースにトークンを配置することで、最終希望状態を設定する。
【００６８】
今、プレースへのトークンの配置をマーキングと呼び、ｍ＝［ｍ（１）ｍ（２）・・・ｍ（Ｍ）］Ｔで定義する。但し、「Ｍ」は、列車運行適応モデルに含まれるプレースの総数である。また、初期状態におけるマーキングを「ｍ0」、最終希望状態におけるマーキングを「ｍf」で表す。
【００６９】
マーキング「ｍ」の要素「ｍ（ｉ）」は、プレース「ｐｉ」にトークンが配置されている場合に「１」、配置されていない場合に「０」となる。例えば、プレース「ｐ１」にトークンが配置されている場合は「ｍ（１）＝１」、配置されていない場合は「ｍ（１）＝０」となる。
【００７０】
また、トランジションの発火順序及び発火したトランジションの組合せを発火系列と呼び、ｕ（ｋ）＝［ｕ（ｋ，１）ｕ（ｋ，２）・・・ｕ（ｋ，Ｎ）］Ｔで定義する。但し、「Ｎ」は、列車運行適応モデルに含まれるトランジションの総数である。
【００７１】
発火系列「ｕ（ｋ）」の要素「ｕ（ｋ，ｊ）」は、ｋ回目の発火がトランジション「ｔｊ」で起こる場合に「１」、起こらない場合に「０」となる。例えば、２回目の発火がトランジション「ｔ４」で起こる場合は「ｕ（２，４）＝１」となる。
【００７２】
また、列車運行適応モデルの構造を表す接続行列「Ａ」を定義する。ここで、接続行列「Ａ」の定義方法を、図１１を用いて説明する。
今、列車運行適応モデルが、図１１のような簡単なペトリネットモデルで表される場合を考える。但し、図１１では、トークンは省略している。
【００７３】
図１１の列車運行適応モデルにおいて、トランジション「ｔ１」が発火すると、プレース「ｐ２」にトークンが１つ配置される。また、トランジション「ｔ２」が発火すると、プレース「ｐ３」及び「ｐ４」にトークンが１つずつ配置される。このトークンが配置される様子を、次式（１）の出力接続行列「Ａ（＋）」で表す。
【００７４】
【数１】
0004727484.tif 000002
【００７５】
式（１）において、出力接続行列「Ａ（＋）」の各行はプレース「ｐ」を表しており、１行目がプレース「ｐ１」、２行目がプレース「ｐ２」、３行目がプレース「ｐ３」、４行目がプレース「ｐ４」にそれぞれ対応する。また、各列はトランジション「ｔ」を表しており、１列目がトランジション「ｔ１」、２列目がトランジション「ｔ２」にそれぞれ対応する。
【００７６】
そして、トランジションの発火によりトークンが配置されるプレースの成分に「１」、配置されないプレースの成分に「０」が設定される。式（１）では、出力接続行列「Ａ（＋）」の（２，１）、（３，２）及び（４，２）成分（但し、（行，列））が「１」であり、他の成分は「０」である。
【００７７】
また、図１１の列車運行適応モデルにおいて、トランジション「ｔ１」が発火すると、プレース「ｐ１」及び「ｐ４」からトークンが１つずつ取り除かれる。また、トランジション「ｔ２」が発火すると、プレース「ｐ２」からトークンが１つ取り除かれる。このトークンが取り除かれる様子を、次式（２）の入力接続行列「Ａ（−）」で表す。
【００７８】
【数２】
0004727484.tif 000003
【００７９】
出力接続行列「Ａ（＋）」と同様に、入力接続行列「Ａ（−）」の各行はプレース「ｐ」を表しており、各列はトランジション「ｔ」を表している。そして、トランジションの発火によりトークンが取り除かれるプレースの成分に「１」、取り除かれないプレースの成分に「０」が設定される。式（２）では、入力接続行列「Ａ（−）」の（１，１）、（４，１）及び（２，２）成分が「１」であり、他の成分は「０」である。
【００８０】
そして、出力接続行列「Ａ（＋）」及び入力接続行列「Ａ（−）」を用いて、接続行列「Ａ」を次式（３）で定義する。
【００８１】
【数３】
0004727484.tif 000004
【００８２】
式（３）から明らかなように、接続行列「Ａ」は、出力接続行列「Ａ（＋）」と入力接続行列「Ａ（−）」との差で表される。この接続行列「Ａ」は、トランジションの発火によるトークンの増減を表している。従って、発火系列「ｕ（ｋ）」に接続行列「Ａ」を演算子として作用させると、トランジションの発火によるトークンの増減数が求められる。
【００８３】
以上のような定義の下、マーキング「ｍ」及び接続行列「Ａ」を用いて、公知の手法に基づいた数値計算を行い、発火系列「ｕ（ｋ）」を求める。この際、次式（４）〜（６）を制約条件として与える。
【００８４】
【数４】
0004727484.tif 000005
【数５】
0004727484.tif 000006
【数６】
0004727484.tif 000007
【００８５】
但し、「Ｋ」は最大発火回数、「Ｍ」はプレース数、「Ｎ」はトランジション数、「ａ（ｉ，ｊ）」は接続行列Ａの（ｉ，ｊ）成分、「ａ−（ｉ，ｊ）」は入力接続行列Ａ（−）の（ｉ，ｊ）成分をそれぞれ表している。
【００８６】
式（４）は、ｋ回目の発火において、何れかのトランジションが必ず発火することを意味している。式（５）は、トランジションの発火によるトークンの増減数の総和が、最終希望状態におけるトークン数と、初期状態におけるトークン数との差に必ず等しくなることを意味している。式（６）は、ｋ−１回目の発火後のマーキングにおいて、ｋ回目に発火可能なトランジションがどれであるかを意味している。
【００８７】
そして、式（４）〜（６）の制約条件の下で発火系列「ｕ（ｋ）」を求めたら、次式（７）に従って評価値Ｅを算出する。
【００８８】
【数７】
0004727484.tif 000008
【００８９】
但し、「ｗ（ｋ，ｊ）」は重みであり、優先して発火させたいトランジションに係る発火系列の要素ほど大きな値を設定する。例えば、１回目の発火においてトランジション「ｔ５」を優先して発火させたい場合は、「ｗ（１，５）」に大きな値（例えば、「１」）を設定し、他の全ての重みに小さな値（例えば、「０」）を設定すれば良い。
【００９０】
以下、初期状態を固定し、最終希望状態と最大発火回数とを変化させながら、発火系列「ｕ（ｋ）」を数値計算により求めて評価値Ｅを算出する処理を繰り返し、それぞれ得られた発火系列「ｕ（ｋ）」を列車抑止手配候補とする。そして、評価値Ｅが最大の列車抑止手配候補により表される列車運行適応モデルの動作を、列車抑止手配案とする。
【００９１】
尚、列車抑止手配の演算は、列車運行適応モデルの規模にもよるが、多数の列車抑止手配候補を繰り返し算出する処理を伴うため、演算量が膨大になる。しかし、事故等による緊急抑止は待った無しの状況にあり、可及的速やかに整理抑止状態に移行するためには、演算量の削減が望まれる。
【００９２】
そこで、列車抑止手配候補を算出する途中段階で、「Σｋｕ（ｋ，ｊ），ｊ＝１，２，・・・，Ｎ」を変数とみなした時の式（５）を満たす解が存在するか否かを判定し、存在しない場合には、次の繰り返し演算を行うようにする。なぜなら、ここでは詳細は省略するが、「Σｋｕ（ｋ，ｊ），ｊ＝１，２，・・・，Ｎ」を変数とみなした時の式（５）を満たす解が存在しない場合は、初期状態から最終希望状態に到達することが不可能であることが明らかだからである。但し、「Σｋｕ（ｋ，ｊ），ｊ＝１，２，・・・，Ｎ」を変数とみなした時の式（５）を満たす解が存在するからといって、初期状態から最終希望状態に到達可能であることが保障されるわけではない。
【００９３】
尚、「Σｋｕ（ｋ，ｊ），ｊ＝１，２，・・・，Ｎ」を変数とみなした時の式（５）を満たす解が存在するか否かを判定する際には、各トランジションそれぞれの発火回数だけに着目し、その発火順序に関する情報を省いた判定を行うことになる。
【００９４】
次に、具体例を挙げて、列車抑止手配案生成の原理について説明する。
今、列車運行適応モデルが、図１２（ａ）に示すような簡単なペトリネットモデルで表される場合を考える。また、トークンがプレース「ｐ１」にのみ配置された状態（図１２（ｂ））を初期状態、トークンがプレース「ｐ４」にのみ配置された状態（図１２（ｃ））を最終希望状態として設定し、最大発火回数を「２」に設定する。
【００９５】
この場合、初期状態におけるマーキング「ｍ0」は、ｍ0＝［１０００］Ｔで表される。また、最終希望状態におけるマーキング「ｍf」は、ｍf＝［０００１］Ｔで表される。
【００９６】
そして、出力接続行列Ａ（＋）、入力接続行列Ａ（−）及び接続行列Ａは、次式（８）〜（１０）でそれぞれ与えられる。
【００９７】
【数８】
0004727484.tif 000009
【数９】
0004727484.tif 000010
【数１０】
0004727484.tif 000011
【００９８】
そして、次式（１１）〜（１５）で与えられる制約条件の下、発火系列「ｕ（１）」及び「ｕ（２）」を数値計算により求める。
【００９９】
【数１１】
0004727484.tif 000012
【数１２】
0004727484.tif 000013
【数１３】
0004727484.tif 000014
【数１４】
0004727484.tif 000015
【数１５】
0004727484.tif 000016
【０１００】
但し、式（１１）及び（１２）は、発火系列の要素「ｕ（ｋ，ｊ）」を用いて記述しているが、式（１３）〜（１５）は、式を見易くするために、発火系列「ｕ（ｋ）」、マーキング「ｍ」、接続行列「Ａ」及び入力接続行列「Ａ（−）」を用いて記述している。実際には、それぞれの要素を用いて数値計算を行うことになる。
【０１０１】
式（１１）は、１回目の発火において、何れかのトランジションが必ず発火することを意味している。式（１２）は、２回目の発火において、何れかのトランジションが必ず発火することを意味している。式（１３）は、１回目の発火によるトークンの増減数と、２回目の発火によるトークンの増減数との和が、最終希望状態におけるトークンの数と、初期状態におけるトークンの数との差に等しくなることを示している。式（１４）は、初期状態のマーキングにおいて、１回目に発火可能なトランジションがどれであるかを示している。式（１５）は、１回目の発火後のマーキングにおいて、２回目に発火可能なトランジションがどれであるかを示している。
【０１０２】
そして、数値計算により発火系列「ｕ（１）」及び「ｕ（２）」が求められたら、次式（１６）に従って評価値Ｅを算出する。
【０１０３】
【数１６】
0004727484.tif 000017
【０１０４】
以下、最終希望状態と最大発火回数とを変化させながら、発火系列「ｕ（１）」及び「ｕ（２）」を数値計算により求めて評価値Ｅを算出する処理を繰り返し行い、評価値Ｅが最大の発火系列「ｕ（１）」及び「ｕ（２）」により表される列車運行適応モデルの動作を、最終出力する列車抑止手配案とする。尚、この場合の発火系列「ｕ（ｋ）」としては、例えばｕ（１）＝［０１００］Ｔ、ｕ（２）＝［０００１］Ｔが求められることになる。
【０１０５】
２．実施例
次に、「１．原理」で説明した手順に基づいて列車抑止手配案生成を行う装置である列車抑止手配支援装置１について説明する。
【０１０６】
２−１．構成
先ず、構成について説明する。
図１３は、列車抑止手配支援装置１の機能構成を示すブロック図である。
列車抑止手配支援装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０と、入力部２０と、表示部３０と、通信部４０と、ハードディスク５０と、ＲＡＭ（Random Access Memory）６０とを備え、各部はバス７０で相互にデータ通信可能に接続されて構成されるコンピュータシステムである。
【０１０７】
ＣＰＵ１０は、ハードディスク５０に記憶されているシステムプログラム等に従って各部を統括的に制御する。また、ＣＰＵ１０は、ハードディスク５０に記憶されているメインプログラム５１に従ってメイン処理を行い、列車運行適応モデルを生成すると共に、生成した列車運行適応モデルに基づいて列車抑止手配案を生成する。
【０１０８】
入力部２０は、例えばキーボード等により実現され、押下されたキーの信号をＣＰＵ１０に出力する。この入力部２０によるキー操作により、各種データの入力や処理指示等がなされる。
【０１０９】
表示部３０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等により構成され、ＣＰＵ１０から入力される表示信号に基づいた各種表示を行う表示装置である。
【０１１０】
通信部４０は、ＣＰＵ１０の制御に基づいて、装置内部で利用される情報をインターネット等の通信ネットワークを介して外部とやりとりするための通信装置である。
【０１１１】
ハードディスク５０は、列車抑止手配支援装置１が備える各種機能を実現するためのプログラムやデータ等を記憶し、ＣＰＵ１０により読み出され、メイン処理（図１４参照）として実行されるメインプログラム５１と、設備データ５５とを備えている。
【０１１２】
そして、メインプログラム５１は、列車運行適応モデル生成処理として実行される列車運行適応モデル生成プログラム５２と、列車抑止手配案生成処理（図１５参照）として実行される列車抑止手配案生成プログラム５３とをサブルーチンとして備えている。また、設備データ５５は、駅間線路データ５６と、駅番線入出条件データ５７とを備えている。
【０１１３】
列車運行適応モデル生成処理とは、ＣＰＵ１０が、「１−１．列車運行適応モデル生成」で説明した手順に基づいて、列車運行適応モデルを生成する処理である。具体的には、ＣＰＵ１０は、先ず設備データ５５に基づいて、設備基準モデルを生成する。そして、ＣＰＵ１０は、生成した設備基準モデルを列車種別毎に複製し、列車の運行上不要な部分を削除することで列車種別別モデルを生成する。最後に、ＣＰＵ１０は、列車種別別モデルを補プレースで括って合成することで、列車運行適応モデルを生成する。
【０１１４】
列車抑止手配案生成処理とは、ＣＰＵ１０が、「１−２．列車抑止手配案生成」で説明した手順に基づいて、列車抑止手配案を生成する処理である。この列車抑止手配案生成処理については、フローチャートを用いて再度詳細に後述する。
【０１１５】
駅間線路データ５６は、各駅間の線路の種類や列車の許容本数が設定されたデータであり、そのデータ構成例は図４（ａ）に示した通りである。駅番線入出条件データ５７は、各駅の番線や列車の進出・進入が設定されたデータであり、そのデータ構成例は図４（ｂ）に示した通りである。
【０１１６】
ＲＡＭ６０は、ＣＰＵ１０により実行されるシステムプログラム、各種処理プログラム、各種処理の処理中データ、処理結果などを一時的に記憶するワークエリアを形成している。ＲＡＭ６０には、例えば、列車運行適応モデルデータ６１と、緊急抑止状態データ６２と、整理抑止状態データ６３と、接続行列データ６４と、候補データ６５と、評価値データ６６と、列車抑止手配データ６７とが記憶される。
【０１１７】
列車運行適応モデルデータ６１には、列車運行適応モデル生成処理において、ＣＰＵ１０により生成された列車運行適応モデルが記憶される。緊急抑止状態データ６２には、緊急抑止完了状態における各列車の停車位置の情報が記憶される。列車抑止手配案生成処理では、この緊急抑止状態データ６２に基づいて、ＣＰＵ１０により初期状態が設定される。
【０１１８】
整理抑止状態データ６３には、整理抑止状態における各列車の停車希望位置の情報が記憶される。列車抑止手配案生成処理では、この整理抑止状態データ６３に基づいて、ＣＰＵ１０により最終希望状態が設定される。
【０１１９】
接続行列データ６４には、列車運行適応モデルの構造を表す入出力接続行列「Ａ（−）」、「Ａ（＋）」及び接続行列「Ａ」が記憶される。尚、これらの行列は、列車運行適応モデル生成処理において、ＣＰＵ１０により列車運行適応モデルの生成と同時に算出される。
【０１２０】
候補データ６５には、列車抑止手配案生成処理において、ＣＰＵ１０により求められた発火系列が列車抑止手配候補として記憶される。評価値データ６６には、列車抑止手配案生成処理において、ＣＰＵ１０により式（７）に基づいて算出された評価値Ｅが記憶される。
【０１２１】
列車抑止手配データ６７には、列車抑止手配案生成処理において、ＣＰＵ１０により評価値Ｅが最大であると判定された列車抑止手配候補（発火系列）が、最終的な列車抑止手配案として記憶される。
【０１２２】
２−２．処理の流れ
次に、処理の流れについて説明する。
図１４は、ＣＰＵ１０によりメインプログラム５１が読み出されて実行されることにより列車抑止手配支援装置１において実行されるメイン処理の流れを示すフローチャートである。
【０１２３】
先ず、ＣＰＵ１０は、列車運行適応モデル生成プログラム５２を実行することで列車運行適応モデル生成処理を行う（ステップＡ１）。具体的には、ＣＰＵ１０は、先ず設備データ５５に基づいて、設備基準モデルを生成する。次いで、生成した設備基準モデルを列車種別毎に複製し、列車の運行上不要な部分を削除することで、列車種別別モデルを生成する。そして、ＣＰＵ１０は、列車種別別モデルを補プレースで括って合成することで、列車運行適応モデルを生成する。また、ＣＰＵ１０は、列車運行適応モデルの生成と同時に、該列車運行適応モデルを表現する入出力接続行列「Ａ（−）」、「Ａ（＋）」及び接続行列「Ａ」を算出し、接続行列データ６４としてＲＡＭ６０に記憶させる。
【０１２４】
次いで、ＣＰＵ１０は、列車抑止手配案生成プログラム５３を実行することで列車抑止手配案生成処理を行い（ステップＡ３）、メイン処理を終了する。
【０１２５】
図１５は、列車抑止手配案生成処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、ＣＰＵ１０は、初期設定を行う（ステップＢ１）。具体的には、列車運行適応モデルに含まれるプレースの総数を算出して「Ｍ」、トランジションの総数を算出して「Ｎ」とする。また、ＣＰＵ１０は、最大発火回数「Ｋ」に所定値を設定する。尚、この値は例えば「０」としても良いし、人間が大凡の見当をつけた値を手入力しても良い。
【０１２６】
また、ＣＰＵ１０は、発火系列「ｕ（ｋ）」の各要素「ｕ（ｋ，ｊ）」それぞれに初期値を設定する。更に、ＣＰＵ１０は、最大発火回数の閾値と、列車抑止手配候補の数の上限とを設定する。
【０１２７】
次いで、ＣＰＵ１０は、緊急抑止状態データ６２に基づいて、列車運行適応モデルのプレースにトークンを配置し、マーキング「ｍ0」を算出することで、初期状態を設定する（ステップＢ３）。また、ＣＰＵ１０は、整理抑止状態データ６３に基づいて、列車運行適応モデルに含まれるプレースにトークンを配置し、マーキング「ｍf」を算出することで、最終希望状態を設定する（ステップＢ５）。
【０１２８】
次いで、ＣＰＵ１０は、実行可能性簡易判断処理を行う（ステップＢ７）。具体的には、ＣＰＵ１０は、ステップＢ３で算出された初期状態におけるマーキング「ｍ0」、最終希望状態におけるマーキング「ｍf」、接続行列データ６４に含まれる接続行列「Ａ」及び最大発火回数「Ｋ」に基づいて、「Σｋｕ（ｋ，ｊ），ｊ＝１，２，・・・，Ｎ」を変数とみなした時の式（５）を満たす解が存在するか否かを判定し、存在すると判定した場合に、実行可能性有りとする。この判定の演算は公知の手法であるため、説明を省略するが、簡単には、式（５）の制約条件の下で、「Σｋｕ（ｋ，ｊ），ｊ＝１，２，・・・，Ｎ」で表される項を変数とみなした時の解を求める演算となる。
【０１２９】
次いで、ＣＰＵ１０は、実行可能性有りであったか否かを判定し（ステップＢ９）、有りであったと判定した場合は（ステップＢ９；Ｙｅｓ）、列車抑止手配候補生成処理を行う（ステップＢ１１）。この列車抑止手配候補の演算は公知の手法であるため、説明を省略するが、簡単には、式（４）〜式（６）の制約条件の下で、発火系列「ｕ（ｋ）」を求める演算となる。そして、求めた発火系列「ｕ（ｋ）」を列車抑止手配候補とする。
【０１３０】
その後、ＣＰＵ１０は、発火系列「ｕ（ｋ）」が求められたか、即ち列車抑止手配候補の生成に成功したか否かを判定し（ステップＢ１３）、成功したと判定した場合は（ステップＢ１３；Ｙｅｓ）、手配候補評価処理を行う（ステップＢ１５）。具体的には、ＣＰＵ１０は、ステップＢ１１で求められた発火系列「ｕ（ｋ）」の各要素「ｕ（ｋ，ｊ）」を用いて、式（７）に従って評価値Ｅを算出する。
【０１３１】
次いで、ＣＰＵ１０は、ステップＢ１１で求められた発火系列「ｕ（ｋ）」を候補データ６５としてＲＡＭ６０に記憶させると共に、ステップＢ１３で求められた評価値Ｅを評価値データ６６としてＲＡＭ６０に記憶させる（ステップＢ１７）。
【０１３２】
そして、ＣＰＵ１０は、列車抑止手配候補の数が、ステップＢ１で設定した上限である所定数となったか否かを判定し（ステップＢ１９）、なったと判定した場合は（ステップＢ１９；Ｙｅｓ）、評価値Ｅが最大の列車抑止手配候補を列車抑止手配案とする。そして、ＣＰＵ１０は、列車抑止手配案を列車抑止手配データ６７としてＲＡＭ６０に記憶させ、表示部３０に表示させて（ステップＢ２１）、列車抑止手配案生成処理を終了する。
【０１３３】
一方、ステップＢ９において実行可能性が無しであったと判定した場合は（ステップＢ９；Ｎｏ）、ＣＰＵ１０は、最大発火回数が、ステップＢ１で設定した閾値に到達したか否かを判定する（ステップＢ２３）。そして、閾値に到達していないと判定した場合は（ステップＢ２３；Ｎｏ）、ＣＰＵ１０は、最大発火回数をインクリメントして（ステップＢ２５）、ステップＢ７に戻る。
【０１３４】
一方、ステップＢ２３において閾値に到達したと判定した場合は（ステップＢ２３；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１０は、最終希望状態の設定を変更する（ステップＢ２７）。そして、ＣＰＵ１０は、最大発火回数をリセットして（ステップＢ２９）、ステップＢ７に戻る。
【０１３５】
また、ステップＢ１９において列車抑止手配候補の数が所定数に到達していないと判定した場合は（ステップＢ１９；Ｎｏ）、ＣＰＵ１０は、ステップＢ２７へと処理を移行する。
【０１３６】
３．作用効果
本実施形態によれば、駅間線路データ及び駅番線入出条件データを含む設備データに基づいて設備基準モデルが生成され、設備基準モデルが列車種別毎に複製されて、列車の運行上不要な部分が削除されることで、列車種別別モデルが生成される。そして、列車種別別モデルの同一のプレースが補プレースで括られることで合成され、列車運行適応モデルが生成される。よって、列車運行適応モデルは、列車種別それぞれに応じた設備基準モデルを含んでいると共に、閉塞区間（又は番線）毎に補プレースで括られて合成されている。このため、設備データに対しても矛盾のない、列車運行に適したペトリネットモデルを生成することができる。
【０１３７】
また、生成された列車運行適応モデルを用いて列車抑止手配案が生成される。具体的には、緊急抑止状態の列車位置、整理抑止状態の列車希望位置に基づいて、列車抑止手配候補が生成される。そして、列車抑止手配候補のうち、評価値Ｅが最大の列車抑止手配候補が列車抑止手配案とされる。ここで、評価値Ｅは、各発火系列それぞれの要素と所与の重みとの加重和で定義されるため、優先して発火させたいトランジションに係る発火系列の要素の重みを大きく設定することで、該トランジションを優先的に発火させることが可能となる。
【０１３８】
また、列車抑止手配の演算は、多数の列車抑止手配候補を繰り返し算出する処理を伴うため、演算量が膨大になる。事故等による緊急抑止は待った無しの状況にあり、可及的速やかに整理抑止状態に移行するためには、列車抑止手配の演算量の削減が望まれる。しかし、本実施形態では、「Σｋｕ（ｋ，ｊ），ｊ＝１，２，・・・，Ｎ」を変数とみなした時の式（５）を満たす解が存在するか否かを判定することで、初期状態から最終希望状態への到達が可能であるか否かを簡易的に判定し、存在すると判定した場合にのみ、列車抑止手配案を生成することにしている。従って、演算量が削減されることになる。
【０１３９】
４．変形例
４−１．列車運行適応モデルの利用例
本実施形態では、生成された列車運行適応モデルを用いて、列車抑止手配の支援を行う場合を例に挙げて説明したが、これに限られない。例えば、生成された列車運行適応モデルを用いて、列車運行予測又は運転整理を行うことにしても良い。
【０１４０】
４−２．評価値Ｅ
本実施形態では、評価値Ｅが最大の列車抑止手配候補を列車抑止手配案に決定するものとして説明したが、これは式（７）で表される評価値Ｅの定義式において、優先して発火させたいトランジションに係る重みに大きな値を設定することにしたためである。従って、優先して発火させたいトランジションに係る重みに小さな値を設定することとし、評価値Ｅが最小の列車抑止手配候補を列車抑止手配案に決定するようにしても勿論良い。
【図面の簡単な説明】
【０１４１】
【図１】列車抑止手配支援の流れを示すフローチャート。
【図２】配線の一例を示す図。
【図３】ペトリネットモデルの動作の説明図。
【図４】駅間線路データ及び駅番線入出条件データのデータ構成例を示す図。
【図５】設備基準仮モデルの生成手順を示す図。
【図６】設備基準仮モデルの一例を示す図。
【図７】設備基準モデルの一例を示す図。
【図８】列車種別別モデルの生成手順を示す図。
【図９】列車運行適応モデルの一例を示す図。
【図１０】列車種別別モデル合成の説明図。
【図１１】接続行列の説明図。
【図１２】列車抑止手配案生成の説明図。
【図１３】列車抑止手配支援装置の機能構成を示すブロック図。
【図１４】メイン処理の流れを示すフローチャート。
【図１５】列車抑止手配案生成処理の流れを示すフローチャート。
【符号の説明】
【０１４２】
１              列車抑止手配支援装置
１０            ＣＰＵ
２０            入力部
３０            表示部
４０            通信部
５０            ハードディスク
５１            メインプログラム
５２            列車運行適応モデル生成プログラム
５３            列車抑止手配案生成プログラム
５５            設備データ
５６            駅間線路データ
５７            駅番線入出条件データ
６０            ＲＡＭ
６１            列車運行適応モデルデータ
６２            緊急抑止状態データ
６３            整理抑止状態データ
６４            接続行列データ
６５            候補データ
６６            評価値データ
６７            列車抑止手配案データ
７０            バス
【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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