(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に対する所定の動作の開始または終了を表すノード間をアークで結ぶことによりネットワークを作成するネットワーク作成手段と、
前記ネットワーク作成手段により作成された前記ネットワークにおいて各前記ノードで表された前記所定の動作が実施され得る時刻を計算する時刻計算手段と
を備え、
前記ネットワーク作成手段は、
前記車両に対する作業の開始および終了をそれぞれ表すノード間をアークで結ぶ手段と、
前記作業の実施場所への前記車両の移動の終了を表すノードと前記作業の開始を表すノードとをアークで結ぶ手段と、
前記作業の終了を表すノードと前記作業の実施場所からの前記車両の移動の開始を表すノードとをアークで結ぶ手段と、
複数の前記作業が一の前記実施場所で実施される場合には先の一の作業の終了を表すノードと後の一の作業の開始を表すノードとをアークで結ぶ手段と、
前記作業の実施担当者の行動の開始を表すノードと前記作業の開始を表すノードとをアークで結ぶとともに前記作業の終了を表すノードと前記作業の実施担当者の行動の終了を表すノードとをアークで結ぶ手段と、
を有することを特徴とする構内計画作成装置。
【請求項２】
車両に対する所定の動作の開始または終了を表すノード間をアークで結ぶことによりネットワークを作成するネットワーク作成手段と、
前記ネットワーク作成手段により作成された前記ネットワークにおいて各前記ノードで表された前記所定の動作が実施され得る時刻を計算する時刻計算手段と
を備え、
前記ネットワーク作成手段は、
前記車両に対する作業の開始および終了をそれぞれ表すノード間をアークで結ぶ手段と、
前記作業の実施場所への前記車両の移動の終了を表すノードと前記作業の開始を表すノードとをアークで結ぶ手段と、
前記作業の終了を表すノードと前記作業の実施場所からの前記車両の移動の開始を表すノードとをアークで結ぶ手段と、
前記作業の実施担当者の行動の開始を表すノードと前記作業の開始を表すノードとをアークで結ぶとともに前記作業の終了を表すノードと前記作業の実施担当者の行動の終了を表すノードとをアークで結ぶ手段と、
を有することを特徴とする構内計画作成装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の構内計画作成装置であって、
前記時刻計算手段により計算された前記時刻が予め設定された禁止時間帯に含まれる違反が生じているかどうかを検知する禁止時間帯違反検知手段
をさらに備えることを特徴とする構内計画作成装置。
【請求項４】
請求項３に記載の構内計画作成装置であって、
前記ネットワーク作成手段は、前記禁止時間帯違反検知手段により前記違反が検知された場合には前記禁止時間帯に含まれる前記時刻に対応するノードと所定の基準ノードとをアークで結ぶ手段をさらに有する
ことを特徴とする構内計画作成装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の構内計画作成装置であって、
前記時刻計算手段により計算された前記時刻が予め計画された計画時刻から遅れる遅延が生じているかどうかを検知する計画遅延検知手段
をさらに備えることを特徴とする構内計画作成装置。
【請求項６】
請求項５に記載の構内計画作成装置であって、
前記計画遅延検知手段により検知された前記遅延の原因を特定する遅延原因特定手段
をさらに備えることを特徴とする構内計画作成装置。
【請求項７】
請求項６に記載の構内計画作成装置であって、
前記遅延原因特定手段により特定された前記原因に応じ前記ネットワークへ変形を施すネットワーク変形手段
をさらに備えることを特徴とする構内計画作成装置。
【請求項８】
請求項７に記載の構内計画作成装置であって、
前記ネットワーク変形手段は、前記変形のうち実施を禁止すべきものを記載した変形禁止リストを有する
ことを特徴とする構内計画作成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、鉄道に代表される軌道系交通機関において、駅や車両基地等の構内における諸計画を作成する構内計画作成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
軌道系の交通機関においては、車両を計画された時刻どおりに運行するために、決められた時刻までに出発駅の出発番線に車両を準備し、また運行を終えた車両は他の車両の運行を妨害しないように速やかに引き上げる必要がある。このためには駅構内の留置線や車両基地の構内から決められた時刻に車両を送り出し、または受け入れる必要がある。車両の移動同士が互いに支障してはならず、また待機中に清掃や検査等を受ける必要がある場合もあるため、車両の移動と清掃や検査等の計画をあらかじめきちんと立てておかなければ、交通機関の運行計画を実行可能なものとすることができない。これらの駅や車両基地構内における車両の移動、車両に対する作業、または作業に対する作業員の割当などに関する計画を構内計画と称し、従来は担当者が経験と勘とに基づいて手作業で計画作成を行ってきた。
【０００３】
これに対し、計算機を用いて自動的に構内計画の立案を行うことが提案されている。例えば、駅構内における車両の移動計画を番線の着発をノードとするＰＥＲＴネットワークで表現し、計画の一部の変更を繰り返しながら条件を満たした構内計画を探索する手法（例えば特許文献１）がある。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１７７５９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
構内計画を作成する上では、単に車両の移動計画を定めるだけではなく、作業の実施時刻、実施場所、および作業員の割当に関しても考慮する必要がある。特許文献１においては駅構内における入換計画のみを考慮している。すなわち、通常、駅構内ではあまり複雑な作業を行うことはないことから、車両の移動計画のみを取り扱っている。このため、そのままでは車両基地における構内計画に適用することができない。
【０００６】
この発明は、以上の課題を解決するためになされたものであり、構内で複雑な作業が行われる場合においても適切な計画を作成できる構内計画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】
本発明に係る構内計画作成装置は、車両に対する所定の動作の開始または終了を表すノード間をアークで結ぶことによりネットワークを作成するネットワーク作成手段と、前記ネットワーク作成手段により作成された前記ネットワークにおいて各前記ノードで表された前記所定の動作が実施され得る時刻を計算する時刻計算手段とを備え、前記ネットワーク作成手段は、前記車両に対する作業の開始および終了をそれぞれ表すノード間をアークで結ぶ手段と、前記作業の実施場所への前記車両の移動の終了を表すノードと前記作業の開始を表すノードとをアークで結ぶ手段と、前記作業の終了を表すノードと前記作業の実施場所からの前記車両の移動の開始を表すノードとをアークで結ぶ手段と、複数の前記作業が一の前記実施場所で実施される場合には先の一の作業の終了を表すノードと後の一の作業の開始を表すノードとをアークで結ぶ手段と、前記作業の実施担当者の行動の開始を表すノードと前記作業の開始を表すノードとをアークで結ぶとともに前記作業の終了を表すノードと前記作業の実施担当者の行動の終了を表すノードとをアークで結ぶ手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る構内計画作成装置によれば、構内で複雑な作業が行われる場合においても適切な計画を作成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る構内計画作成装置１０の構成を示す機能ブロック図である。図１に示されるように、構内計画作成装置１０は、ネットワーク作成手段１、時刻計算手段２、ネットワーク変更入力手段３、ネットワーク変形手段４、計画遅延判断手段５、および遅延原因特定手段６を備えている。これらの機能は、構内計画作成装置１０が内蔵するＣＰＵ、メモリ、入力デバイス、および表示デバイス等（いずれも図示しない）により実現される。
【００１０】
また、図２は、図１の構内計画作成装置の対象となる車両基地の例を示す模式図である。なお、本発明は、車両基地構内のみならず駅構内などにも適用可能である。また、駅や車両基地の構造は様々であるが、本発明はその構造に依存せずに適用することができる。
【００１１】
図２に示されるように、車両基地には、車両が外部と出入りするための線路である１本の入出区線２１が入口付近に配置されており、入出区線２１に続いて、車両を留置するための線路である３本の着発線３１〜３３が配置されており、着発線３１〜３３に続いて、様々な作業を行うための線路である２本の庫線４１〜４２が、１本の連絡線路５１を介して配置されている。
【００１２】
なお、車両基地により、入出区線、着発線、および庫線の数や配置の仕方は様々である。着発線と庫線とが並行していて直接行き来できない場合は、車両を一旦移動させて折り返すための引上線と呼ばれる線路が設けられていることもある。また、駅においては入出区線の代わりに隣の駅へ続く本線があり、プラットホームに面していて旅客の乗降に用いることができる線路や単に車両を留置しておくために用いる線路などがある。
【００１３】
本明細書においては、車両を複数連結して走行できるようにしたものも合わせて単に車両と呼ぶことにする。
【００１４】
構内の車両の移動を、本線を走行するための移動と区別して、入換とも呼ぶ。また構内の番線や線路での待機や留置を合わせて在線とも呼ぶ。車両は、駅や車両基地の外部から本線を走行して構内へ入ってきて（以下、これを入区と呼ぶ）、構内の線路で在線し、作業のために必要であれば作業を行う番線へ入換を行い、外部への出発までの在線を行って、再び本線を走行して構内から出発する（以下、これを出区と呼ぶ）。
【００１５】
駅においては旅客の乗降の都合上、本線からの到着番線と本線への出発番線とは指定されていて変更できないことが多い。また、同じ日に入区と出区とを両方行う車両ばかりではなく、入区して翌日以降まで在線する、あるいは前日以前から在線していて当日出区するといった場合もある。このような、日をまたいだ在線のことを、滞泊と呼ぶ。
【００１６】
図３は、図２の車両基地構内における在線および入換の様子を示す構内ダイヤ図である。図３においては、横軸に時刻を縦軸に構内の各番線をそれぞれ示し、番線を示す横線に沿った四角形でその番線での在線をそれぞれ表し、四角形の角と角とを結ぶ斜線で番線間の入換をそれぞれ表す。
【００１７】
図３では、２つの車両Ａ，Ｂの在線および入換を示し、車両Ａの在線を表す四角形に斜線を、車両Ｂの在線を表す四角形に縦線を、それぞれ描いている。また、下段に、検査員と清掃員という２種類の作業担当者のスケジュールを書く欄を設けている。ここでは、車両Ａ，Ｂそれぞれに対して作業を行っている時間帯に対応して四角形を描いてその担当者が作業中であることを示している。作業担当者のスケジュールを表す欄は無い事もあり、また他に入換を担当する運転士のスケジュールを書く欄があることもある。構内ダイヤ図の書き方は鉄道事業者によって詳細が異なることもあるが、本質的には同じものを表している。
【００１８】
図２〜３に示されるように、着発線３１〜３３と庫線４１〜４２とは１本の連絡線路５１のみで結ばれているので、着発線３１に在線している車両Ａは、着発線３３に在線している車両Ｂが庫線４２へ移動した後に、庫線４１へ移動する。そして、庫線４１においては車両Ａの清掃が、庫線４２においては車両Ｂの検査が、並行して行われ、車両Ｂの検査は、車両Ａの清掃に比較して、先に開始されるが後に終了する。従って、庫線４２に在線している車両Ｂは、庫線４１に在線している車両Ａが着発線３２へ移動した後に、着発線３３へ移動する。そして、車両Ａ，Ｂはそれぞれ出区を行うが、着発線３１〜３３と外部とは、１本の入出区線２１のみで結ばれているので、車両Ａは、車両Ｂの出区が終了した後に、出区を開始する。
【００１９】
一般に、構内計画を考える上では様々な制約条件がある。まず、入区時刻および出区時刻は、全体の運行計画の中で決定されているため、変更することができない。従って、決定された入区時刻から出区時刻までの間で、車両ごとに定められた検査や清掃などの作業を全て実施する必要がある。また、作業には最低所要時間が定められており、作業を実施する番線にその時間以上在線しなければならない。また、入出区や入換にも最低の所要時間が定められており、移動開始から移動終了までの時間を、定められた最低時間以上にする必要がある。また、車両の種類によっては入線することができない番線が存在することがあり、これを守らなくてはならない。また、作業と車両との組み合わせにより、その作業を実施することができる番線が限定されていることがあり、これも守らなければならない。また、作業にはそれを実施する作業担当者を割り当てなければならない。また、各番線での在線や番線間での入換は他の車両と支障しないようにしなければならない。これらの条件を全て満たした計画を作成するのが構内計画の目的である。
【００２０】
図４は、本実施の形態に係る構内計画作成の基本的な流れを示すフローチャートである。
【００２１】
まず、ステップＳ１において、初期解として構内計画を暫定的に作成する。初期解は計算機によって自動的に作成しても、担当者が手作業で入力してもよい。
【００２２】
次に、ステップＳ２において、ステップＳ１で作成した初期解に基づいて、構内計画を表現した構内計画ネットワーク（グラフ構造）を作成する。
【００２３】
次に、ステップＳ３において、ステップＳ２で作成した構内計画ネットワークを利用して時刻計算を行い、各入換や作業の開始時刻や終了時刻などを求める。
【００２４】
次に、ステップＳ４において、ステップＳ３で得られた構内計画（各入換や作業の開始時刻や終了時刻など）を評価する。
【００２５】
次に、ステップＳ５において、ステップＳ４での評価の結果、制約違反があるかどうかを判定する。制約違反がなければ、ステップＳ７で解を出力して終了する。制約違反があれば、ステップＳ６で解の修正処理を行った後にステップＳ３へ進み、構内計画ネットワークを新しい解に基づくものに修正して再度処理を繰り返す。この処理を制約違反が全て解消するまで繰り返すことで、制約違反のない構内計画を作成する。なお、ステップＳ６の解の修正処理は、計算機によって自動的に処理しても、担当者が手作業で修正してもよい。
【００２６】
以下、図４のフローチャートの各ステップの処理について詳述する。
【００２７】
まずステップＳ１の初期解作成処理について説明する。ステップＳ１で計算機によって自動的に初期解を作成する時は、入区から出区まで、各車両が移動する進路および番線を仮決定する。進路および番線は、その車両が利用可能なもののみを利用する。また、作業を実施する番線も、その車両に対してその作業を施行可能な番線の中から仮決定する。複数の番線や進路が利用可能な時は、ランダムに選んでもよいし、ルールベースに基づいて決定してもよいし、番線や進路の使用頻度を見て決定してもよい。複数の作業を実施する必要がある車両では、作業の順序は任意に決定してよい。ここでは各車両が利用する番線や進路と、各入換や在線、作業の実施順序とを仮決定する。
【００２８】
なお、担当者が手作業で初期解を入力する時は、ファイルに構内計画を記述して計算機に読み込ませたり、構内ダイヤ図を画面に表示しながらマウスやキーボードなどの入力デバイスを通じて対話的に操作したりといった手法を取ることができる。
【００２９】
ステップＳ２では、ステップＳ１で作成した初期解に基づいて、ネットワーク作成手段１が構内計画ネットワーク（グラフ構造）を作成する。図５に、図３において構内ダイヤ図の形式で表現された構内計画を、構内計画ネットワークの形式で表現した図を示す。図５では、見易さのために、横方向に時間を縦方向に各番線をそれぞれ配置して図３の構内ダイヤ図と同じように描画しているが、実際にはこのグラフ構造は計算機のメモリ上のデータ構造として作成される。具体的には、図５に示されるように、ネットワーク作成手段１は、車両に対する所定の動作の開始または終了を表すノード（丸印）間をアーク（矢印）で結ぶことによりネットワークを作成する。
【００３０】
ネットワーク作成手段１は、まず、入換（移動）開始および入換（移動）終了を表すノードを作成する（なお、入換開始は在線終了に、入換終了は在線開始に、それぞれ相当する）。そして、これらのノード間を、在線や入換の最低所要時間を重み（長さ）としたアークで、車両の移動や在線の順番に沿って結ぶ。
【００３１】
すなわち、入換アークは、入換開始ノードから入換終了ノードへ向かう矢印で表され、在線アークは、入換終了（在線開始）ノードから入換開始（在線終了）ノードへ向かう矢印で表される。なお、アークは、ノード間の時間的順序を示すものであり、矢印の始点に位置するノードは矢印の終点に位置するノードより時間的に後にはならないことを示している。
【００３２】
互いに支障する進路を使う入換同士の間には、先行する入換終了ノードから続行する入換開始ノードへ入換順序アークを張る（例えば、上述したように、着発線３１に在線している車両Ａは、着発線３３に在線している車両Ｂが庫線４２へ移動した後に、庫線４１へ移動するので、車両Ｂの庫線４２への入換終了ノードから車両Ａの庫線４１への入換開始ノードへ向かって入換順序アークが張られる）。
【００３３】
また、同じ番線を使う在線同士の間には、先行する在線終了ノードから続行する在線開始ノードへ在線順序アークを張る。
【００３４】
さらに、入区開始ノードおよび出区終了ノードそれぞれへ、時刻原点を表すノードから、入区時刻および出区時刻を重みとする時刻制約アークを張る。なお、図５等においては、在線アークと時刻制約アークとは同じ矢印で表示されている。
【００３５】
さらに、本発明の特徴として、車両に対して作業を実施している在線では作業開始および作業終了を表すノード（図では、これらを単に作業ノードとして同一に描いている）を作成し、在線開始（すなわち、作業の実施場所への移動終了）ノードから作業開始ノードへ、作業終了ノードから在線終了（すなわち、作業の実施場所からの移動開始）ノードへ、それぞれアークを結ぶとともに、作業開始ノードから作業終了ノードへ作業の最低所要時間を重みとするアークを張る。この作業に関するノードおよびアークにより、作業時間に対する考慮を行うことが可能となる。
【００３６】
同じ在線で複数の作業を実施する時は、それぞれの作業に対応して作業開始ノードと作業終了ノードとを作成し、その間にその作業の最低所要時間を重みとするアークを張る。また、前の作業の作業終了ノードと後の作業の作業開始ノードとの間はそれぞれアークで結ぶ。また、その在線の最初の作業開始ノードへ在線開始ノードからアークを張り、その在線の最後の作業終了ノードから在線終了ノードへアークを張る。これにより、同じ在線で複数の作業を実施する時にも、各作業に係る時刻を正確に計算できる。
【００３７】
なお、作業開始ノードや作業終了ノードについては、必ずしも（別途）作成する必要はなく、在線アークに在線の最低所要時間と作業の最低所要時間とのうちより大きな方を設定することで代用することもできる。
【００３８】
図６を参照して、さらに、作業の実施担当者すなわち作業員（検査員および清掃員）のスケジュールも考慮する時は、図５に対し、作業員の作業開始および終了を表すノード（作業開始ノードおよび作業終了ノードと区別するために、それぞれ、作業員行動開始ノードおよび作業員行動終了ノードと呼ぶ）を追加する。そして、作業員行動開始ノードから、その作業員が担当する作業の作業開始ノードまでの間にアークを張り、作業終了ノードから作業員行動終了ノードへアークを張る。また作業員行動終了ノードから次の作業の作業員行動開始ノードへのアークを張る。このようにすることによって、作業員が前の作業を終えなければ次の作業に取り掛かることができない、作業対象車両と作業担当者とが揃わなければその作業を始めることができないという制約を表現することができる。
【００３９】
このようにして作成した構内計画ネットワークは、在線や入換、作業などの各事象（動作）の発生順序とその間にある時間的関係とを規定している。
【００４０】
ステップＳ３では、ステップＳ２で作成した構内計画ネットワークにおいて、各ノードで表された所定の動作が実施され得る時刻を時刻計算手段２により計算する。その方法はＰＥＲＴ（Program Evaluation and Review Technique）の手法をそのまま適用して行う。ＰＥＲＴの計算を行うと、各ノードが表す事象（動作）を最も早く実行できる時刻が求められ、入換や在線、作業の開始時刻および終了時刻が求められる。
【００４１】
このようにして作成した計画は、初期解の作成とそれを基にした構内計画ネットワークの作成および計算との手順上、各車両に対して実施する必要のある全ての作業を実施し、入換や在線、作業の最低所要時間の制限を守り、支障する入換や在線がなく、全ての作業に作業担当者を割り当てている。そして、この計画において問題点が現れる場合には、入区時刻や出区時刻の制約を遵守できないという形でのみ現れる。上述したように、入区開始ノードおよび出区終了ノードそれぞれへは、時刻制約アークが張られているため、規定の時刻より早く入区および出区を開始することはなく、規定の時刻より開始が遅れるという形で制約違反が現れる。
【００４２】
ステップＳ４〜Ｓ５では、解の評価を行う。上述したように、解に含まれる問題点は、入区時刻や出区時刻が、予め計画された計画時刻から遅れるという形でのみ現れる。従って、時刻計算手段２により計算された全ての入区時刻や出区時刻について、計画時刻から遅れる制約違反（遅延）が生じているかどうかを計画遅延判断手段５により検知する（計画遅延検知手段）ことで、解の評価を行うことができる。制約違反がなければ、全ての制約を満たして実行可能な構内計画が得られていると判定できるので、ステップＳ７へ進んで解の出力を行う。制約違反があれば、ステップＳ６へ進んで解の修正を行う。
【００４３】
ステップＳ６の解の修正の工程は、担当者が手作業で修正を行う場合には、初期解作成の時と同様に、ネットワーク変更入力手段３を通じて、ファイルから計算機に読み込ませたり、対話的に操作したりといった手法で、ネットワークへの変更指示を外部から入力させることができる。
【００４４】
計算機が自動的に修正を行う場合には、遅延原因特定手段６によって構内計画ネットワークの分析を行って、計画遅延判断手段５により検知された制約違反（遅延）の原因を特定し修正処理を行う。ＰＥＲＴの時刻計算処理で、あるノードの時刻を決定する上で有効に働いたアークのことをそのノードのクリティカルパスと呼び、各ノードの時刻とアークの重みとを比較することで、あるノードのクリティカルパスをたどることは容易にできる。制約違反をしている入区ノードや出区ノードからクリティカルパスをたどることで、そのノードの制約違反の原因を調べることができる。
【００４５】
入区ノードが制約違反をしている場合は、例えば他の車両から張られている入換順序アークが原因であり、支障している入換と順序を入れ替えるか、使用している番線を変更する。
【００４６】
出区ノードが制約違反をしている場合は、この出区ノードからクリティカルパスをたどることで、その車両自身の入区ノードや、他の車両から張られている入換順序アークや作業員行動開始ノードなどにたどりつく。
【００４７】
出区ノードからたどったクリティカルパスがその車両自身の入区ノードにたどり着いた場合には、他車両の計画と関係なしに自車両の計画の中に問題があるので、複数の作業を実施している場合には作業の順序を変更したり、入換に使う進路を変更したり、余計な入換を削除したりする。場合によっては、制約を満たした計画を作成することが最初から不可能な条件である場合もあるので、その場合は自動的な計画作成を中断して担当者に制約条件の変更を求めることになる。
【００４８】
出区ノードからたどったクリティカルパスが他の車両から張られている入換順序アークにたどり着いた場合は、その車両と入換の順序を入れ替えたり、使用する番線を変更したり、番線の使用順序を入れ替えたりする。
【００４９】
出区ノードからたどったクリティカルパスが作業員行動開始ノードにたどり着いた場合には、その作業員が他の作業をしているために作業開始が遅れているのが原因であるので、その作業を実施できる作業員が複数いる場合には担当する作業員を変更したり、その作業員が実施している他の車両の作業との間で作業の実施順序を入れ替えたりする。このような解修正は、遅延原因特定手段６により特定された原因に応じて、ネットワーク変形手段４により構内計画ネットワークに対して行われる。
【００５０】
なお、個々の遅延原因に対して使用可能なネットワークの変形方法が複数種類ある場合に、どんな変形方法によっても遅延が解消できればよいという場合もあるが、計画担当者の経験に基づいた変形方法を選択できることが望ましい場合もある。このような場合には、遅延原因別に使用するネットワーク変形ルールに優先順位をつけたルールベースを用意しておき、このルールベースに基づいてネットワーク変形ルールを適用するようにすれば、担当者の経験を反映した構内計画を得ることができる。
【００５１】
図７に、解修正処理の例を示す。例えば、図３の構内計画（図６の構内作業ネットワーク）で、車両Ａの出区時刻が制約違反であった場合、この出区時刻のクリティカルパスをたどると、車両Ｂの出区から張られた入換順序アークが原因となっている。このため車両Ｂと車両Ａとの出区の順序を入れ替えるようにネットワークを作り直すことにより、図６のような構内作業ネットワークを得て、再度ＰＥＲＴ計算を実行する。その結果、図８のような構内計画が得られる。
【００５２】
このような処理を繰り返して制約違反がなくなるまで実施することで、制約を全て満たした構内計画を得ることができる。
【００５３】
このように、本実施の形態に係る構内計画作成装置１０においては、ネットワーク作成手段４は、車両に対する作業の開始および終了をそれぞれ表すノード間をアークで結ぶ手段と、作業の実施場所への車両の移動の終了を表すノードと作業の開始を表すノードとをアークで結ぶ手段と、作業の終了を表すノードと作業の実施場所からの車両の移動の開始を表すノードとをアークで結ぶ手段とを有する。従って、構内で複雑な作業が行われる場合においても適切な計画を作成できる。
【００５４】
＜実施の形態２＞
駅や車両基地には施設または設備の保守管理や作業員の休憩などの都合上、それらの利用を禁止している時間帯がある場合がある。車両の移動禁止時間や作業禁止時間、作業場所や作業担当者の利用禁止時間が定められている場合は、これを満たした計画を作成しなければ実行可能な計画とはならない。
【００５５】
図９は、本発明の実施の形態２に係る構内計画作成装置の構成を示すブロック図である。図９は、実施の形態１に係る図１において、禁止制約判断手段７を加えたものである。
【００５６】
図９の構内計画作成装置の禁止制約判断手段７は、実施の形態１で説明した処理でネットワーク作成手段１により作成された構内計画において、時刻計算手段２により計算された時刻が予め設定された禁止時間帯に含まれるかどうかを検知する（禁止時間帯違反検知手段）ことにより、実行可能な計画であるかどうかを判定することができる。計算された時刻が禁止時間帯に含まれた場合すなわち制約違反が生じていた場合には、構内計画担当者に情報を与えてネットワーク変更入力手段３を通じた計画修正を受け付けることで解消を図ることができる。
【００５７】
また、計算機により自動的な解消を図る場合は、禁止時間帯に抵触している在線や入換、作業の開始ノードに対し、追加の時刻制約アークを所定の基準ノード（例えば時刻原点）から張ることにより、禁止時間帯が終了した後から利用を開始するようにすればよい。図１０に示すように、追加の時刻制約アークは、それ以降の在線や入換、作業の時刻を遅らせる方向に働き、新たな制約違反の発生を招く可能性があるが、その時は実施の形態１で説明した処理で再度制約違反解消処理を行って制約を満たした実行可能な計画を得ることができる。
【００５８】
このように、本実施の形態に係る構内計画作成装置は、時刻計算手段２により計算された時刻が予め設定された禁止時間帯に含まれる違反が生じているかどうかを検知する禁止制約判断手段７を備える。従って、実施の形態１の効果に加えて、禁止時間帯を考慮した計画を作成できるという効果を奏する。
【００５９】
＜実施の形態３＞
実施の形態１〜２に示した手法で制約違反を解消する際には、違反の程度を評価してそれに応じた手段を採用することができる。違反の評価手段としては、たとえば計画より遅延しているノード全てについてその計画時刻からの遅延時間を合計するという手法がある。様々なネットワーク変形手段４が用意されている時、どの手段を適用して制約違反を解消するかは、複数試行してみて評価値を最も改善した手段を選択することができる。
【００６０】
しかしながら、ある状態から全ての可能なネットワーク変形手段４を試してみても、評価値を改善する手段が１つも存在しないこともありうる。実際にはより評価値を改善する構内計画が存在していたとしても、現在の構内計画からその計画にたどり着くためには複数回のネットワーク変形を組み合わせなければならない場合、１回だけのネットワーク変形では評価値を改悪してしまうことがあるからである。複数のネットワーク変形の組み合わせを全て試行するには、非常に多くの試行回数が必要となり、現実的な時間内に解を得ることが難しくなる。このため、一時的に評価値が改悪するネットワーク変形を許容してより広い範囲の解を探索する必要がある。
【００６１】
単純に評価値が悪化する方向へのネットワーク変形を許可すると、その次の解の探索で元の解に戻ってくる可能性が高い。このため、元の解に戻らないようにしながら広い範囲を探索しなければならない。これを実現するためには過去に実行したネットワーク変形をリストに記録しておき、リストに載っているネットワーク変形を元に戻すようなネットワーク変形を禁止することで、元の解に戻ることを防いで広い範囲の探索を行えばよい。
【００６２】
図１１に、ネットワーク変形を記録しておくリストの例を示す。このリストは、ネットワーク変形手段４に保持されるものであり、過去に行ったネットワーク変形を記録しているので、これを逆に戻すようなネットワーク変形が禁止される。リストに載っている変形操作をその後ずっと禁止してもよいし、一定回数のネットワーク変形後はリストから削除して変形操作を許容するようにしてもよい。
【００６３】
その時点で最もよい評価値の解を常に記憶しておき、探索の途中でよりよい評価値の解を見つけた時だけ記憶してある解を更新するようにすれば、一時的に悪化した評価値を持っている解を最終的な解として出力することはない。この手法で広い範囲を探索してよりよい解を得ることができる。
【００６４】
このように、本実施の形態に係る構内計画作成装置においては、ネットワーク変形手段４は、実施を禁止すべき変形を記載した変形禁止リストを保持している。従って、実施の形態１〜２の効果に加えて、より広い解空間を探索してより適切な計画を作成できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】実施の形態１に係る構内計画作成装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図２】実施の形態１に係る構内計画作成装置の対象となる車両基地の例を示す模式図である。
【図３】実施の形態１に係る構内計画作成装置の対象となる車両基地構内における在線および入換の様子を示す構内ダイヤ図である。
【図４】実施の形態１に係る構内計画作成の基本的な流れを示すフローチャートである。
【図５】実施の形態１に係る構内計画作成装置の対象となる車両基地構内における在線および入換の様子を示す構内計画ネットワーク図である。
【図６】実施の形態１に係る構内計画作成装置の対象となる車両基地構内における在線および入換の様子を示す構内計画ネットワーク図である。
【図７】実施の形態１に係る構内計画作成装置の対象となる車両基地構内における在線および入換の様子を示す構内計画ネットワーク図である。
【図８】実施の形態１に係る構内計画作成装置の対象となる車両基地構内における在線および入換の様子を示す構内ダイヤ図である。
【図９】実施の形態２に係る構内計画作成装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図１０】実施の形態２に係る構内計画作成装置の対象となる車両基地構内における在線および入換の様子を示す構内計画ネットワーク図である。
【図１１】実施の形態３に係る構内計画作成装置のネットワーク変形手段に保持されるリストを示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
１  ネットワーク作成手段、２  時刻計算手段、３  ネットワーク変更入力手段、４  ネットワーク変形手段、５  計画遅延判断手段、６  遅延原因特定手段、７  禁止制約判断手段、１０  構内計画作成装置、２１  入出区線、３１〜３３  着発線、４１〜４２  庫線、５１  連絡線路。
【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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