(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータを、
所与の運転整理ダイヤに基づいて当該運転整理ダイヤに対する乗務員の運用行路の候補を生成する行路候補生成手段、
前記生成された運用行路候補それぞれについて当該運用行路候補の選択是非を“１”又は“０”の値で表わす０以上１以下の変数として表わし、前記運転整理ダイヤを構成する全列車の各乗務それぞれについて当該乗務に係る運用行路候補の変数の和が１以上となるように表わした第１のモデル式と、各乗務員それぞれについて当該乗務員の乗務に係る運用行路候補の変数の和が１となるように表わした第２のモデル式とを求め、前記第１及び第２のモデル式が成り立つ前記変数それぞれの値を算出する解算出手段、
前記解算出手段により算出された前記変数の値全てが整数となったときの前記運用行路候補の組合せを暫定運用整理案として取得する暫定運用整理案取得手段、
運用行路候補が当該評価指標に適合するための条件と適合した場合の評価値とが定められた複数の評価指標それぞれの適否を判定して評価値を算出することで運用行路候補を評価する評価処理を、前記生成された運用行路候補について実行する評価手段、
前記暫定運用整理案取得手段により取得された暫定運用整理案の運用行路候補それぞれの前記変数の値と、前記評価手段により算出された当該運用行路候補の評価値との乗算値を積算した値を当該暫定運用整理案に対する総評価値として算出する総評価値算出手段、
前記解算出手段及び前記暫定運用整理案取得手段による処理を繰り返し実行させる繰り返し制御手段、
として機能させるためのプログラム。
【請求項２】
前記評価指標それぞれについての評価値をユーザの操作入力に従って可変する評価値可変手段として前記コンピュータを機能させ、
前記評価手段が、前記評価値可変手段により可変された評価値に従って、前記評価処理を実行するように前記コンピュータを機能させる、
ための請求項１に記載のプログラム。
【請求項３】
ユーザによる所定の中断操作入力がなされたことを検出する検出手段、
前記検出手段による検出がなされた場合に前記繰り返し制御手段による繰り返し実行を一時中断する一時中断手段、
として前記コンピュータを機能させるとともに、
前記評価値可変手段が、前記一時中断手段による一時中断中に、前記評価指標それぞれについての評価値をユーザの操作入力に従って可変するように前記コンピュータを機能させる、
ための請求項２に記載のプログラム。
【請求項４】
前記評価値可変手段により可変された前記評価指標それぞれの評価値の比率に基づいて各評価値を正規化する評価値補正手段として前記コンピュータを機能させるための請求項２又は３に記載のプログラム。
【請求項５】
前記繰り返し制御手段による繰り返し実行中に前記暫定運用整理案取得手段により暫定運用整理案が取得された場合に、取得された旨と、取得された暫定運用整理案についての総評価値とを表示制御する実行経過表示制御手段、
として前記コンピュータを機能させるための請求項１〜４のうちの何れか一項に記載のプログラム。
【請求項６】
前記繰り返し制御手段が、繰り返し実行中に前記暫定運用整理案取得手段により取得された暫定運用整理案の総評価値の変化に基づいて繰り返し実行の終了を判定する繰り返し終了判定手段を有するように前記コンピュータを機能させるための請求項１〜５のうちの何れか一項に記載のプログラム。
【請求項７】
所与の運転整理ダイヤに基づいて当該運転整理ダイヤに対する乗務員の運用行路の候補を生成する行路候補生成手段と、
前記生成された運用行路候補それぞれについて当該運用行路候補の選択是非を“１”又は“０”の値で表わす０以上１以下の変数として表わし、前記運転整理ダイヤを構成する全列車の各乗務それぞれについて当該乗務に係る運用行路候補の変数の和が１以上となるように表わした第１のモデル式と、各乗務員それぞれについて当該乗務員の乗務に係る運用行路候補の変数の和が１となるように表わした第２のモデル式とを求め、前記第１及び第２のモデル式が成り立つ前記変数それぞれの値を算出する解算出手段と、
前記解算出手段により算出された前記変数の値全てが整数となったときの前記運用行路候補の組合せを暫定運用整理案として取得する暫定運用整理案取得手段と、
運用行路候補が当該評価指標に適合するための条件と適合した場合の評価値とが定められた複数の評価指標それぞれの適否を判定して評価値を算出することで運用行路候補を評価する評価処理を、前記生成された運用行路候補について実行する評価手段と、
前記暫定運用整理案取得手段により取得された暫定運用整理案の運用行路候補それぞれの前記変数の値と、前記評価手段により算出された当該運用行路候補の評価値との乗算値を積算した値を当該暫定運用整理案に対する総評価値として算出する総評価値算出手段と、
前記解算出手段及び前記暫定運用整理案取得手段による処理を繰り返し実行させる繰り返し制御手段と、
を備える運用整理案作成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運用整理案作成装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道において、ダイヤ乱れ時には、乱れたダイヤを正常なダイヤ（計画ダイヤ）に復帰させるために運転整理を行うが、運転整理された列車ダイヤ（運転整理ダイヤ）をもとに、乗務員運用計画を修正・変更する必要がある。この乗務員運用変更計画（乗務員運用整理案）を、コンピュータを用いて自動的に作成する乗務員運用整理案作成装置が知られている。かかる装置では、例えば、運転整理ダイヤを構成する各列車を乗り継ぎ可能駅で分割した列車乗務単位の何れかを組み合わせることで、乗務員が乗務可能な運用変更行路を乗務案として作成するとともに、各乗務案にコストを設定する。そして、列車乗務単位の全てに乗務員が割り当てられる乗務案の組合せを、各乗務案のコストを基に選択し、選択した乗務案の組合せを乗務員運用変更計画（乗務員運用整理案作成装置）とする（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−５６２８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の乗務員運用整理案作成装置では、例えば各乗務案の評価値（コスト）をもとに最適と判断される１つの運用整理案を作成・出力するものであり、運用整理案の作成・出力に要する時間が考慮されていなかった。つまり、運用整理案はダイヤ乱れ時に作成されるものであり、状況によって必ずしも最適な運用整理案でなくても、限られた時間内で作成されることを優先すべき場合があり得る。
【０００４】
また、従来の乗務員運用整理案作成装置では、運用整理案の作成の際に用いられる評価値は、予め定められた複数の評価指標をもとに総合的に算出されるが、この評価値の算出方法は固定であった。このため、複数の評価指標のうちのユーザが望む評価指標を重要視した整理案を作成するといったことは困難であった。また、最適と判断された１つの整理案のみではなく、複数の評価指標のうち、重要視する評価指標を異ならせた複数の運用整理案を見比べて、最適と思う整理案を選択したいという要望もあった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ユーザが重要視したい評価指標を任意に設定・変更可能な運用整理案の作成を可能とし、また、制限された時間内での最適な運用整理案を作成可能とすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための第１の発明は、
コンピュータ（例えば、図７の乗務員運用整理案作成装置１）を、
所与の運転整理ダイヤに基づいて当該運転整理ダイヤに対する乗務員の運用行路の候補を生成する行路候補生成手段（例えば、図１１のステップＡ３，Ａ１９）、
前記生成された運用行路候補のうちから、前記運転整理ダイヤを構成する全列車の全乗務に乗務員を割り当てた運用行路候補の組合せを暫定運用整理案として取得する暫定運用整理案取得手段（例えば、図１１のステップＡ７〜Ａ９）、
複数の評価指標それぞれの適否を判定して評価値を算出することで運用行路候補を評価する評価処理を、前記生成された運用行路候補について実行する評価手段（例えば、図１１のステップＡ５、Ａ２１）、
前記暫定運用整理案取得手段により取得された暫定運用整理案を構成する運用行路候補それぞれの前記評価手段により評価された評価値の合計である総評価値を算出する総評価値算出手段（例えば、図１１のステップＡ１５）、
前記暫定運用整理案取得手段による暫定運用整理案の取得を繰り返し実行させる繰り返し制御手段（例えば、図１１のステップＡ２３）、
として機能させるとともに、
前記評価指標それぞれについての評価値をユーザの操作入力に従って可変する評価値可変手段（例えば、図１１のステップＡ１）として前記コンピュータを機能させ、
前記評価手段が、前記評価値可変手段により可変された評価値に従って、前記評価処理を実行するように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７の運用整理案作成プログラム５１０）である。
【０００７】
また、第９の発明は、
所与の運転整理ダイヤに基づいて当該運転整理ダイヤに対する乗務員の運用行路の候補を生成する行路候補生成手段（例えば、図７のＣＰＵ１０）と、
前記生成された運用行路候補のうちから、前記運転整理ダイヤを構成する全列車の全乗務に乗務員を割り当てた運用行路候補の組合せを暫定運用整理案として取得する暫定運用整理案取得手段（例えば、図７のＣＰＵ１０）と、
複数の評価指標それぞれの適否を判定して評価値を算出することで運用行路候補を評価する評価処理を、前記生成された運用行路候補について実行する評価手段（例えば、図７のＣＰＵ１０）と、
前記暫定運用整理案取得手段により取得された暫定運用整理案を構成する運用行路候補それぞれの前記評価手段により評価された評価値の合計である総評価値を算出する総評価値算出手段（例えば、図７のＣＰＵ１０）と、
前記暫定運用整理案取得手段による暫定運用整理案の取得を繰り返し実行させる繰り返し制御手段（例えば、図７のＣＰＵ１０）と、
前記評価指標それぞれについての評価値をユーザの操作入力に従って可変する評価値可変手段（例えば、図７のＣＰＵ１０）と、
を備え、
前記評価手段が、前記評価値可変手段により可変された評価値に従って、前記評価処理を実行する、
運用整理案作成装置（例えば、図７の乗務員運用整理案作成装置１）である。
【０００８】
この第１又は第９の発明によれば、運転ダイヤを構成する全列車の全乗務に乗務員を割り当てた運用行路候補の組合せである暫定運用整理案の取得が繰り返し実行されるとともに、取得の際に用いられる評価指標それぞれについての評価値が、ユーザの操作入力に従って可変される。これにより、ユーザにとってみれば、評価指標それぞれの評価値を任意に可変することが可能であるため、所望の評価指標の評価値を他の評価指標の評価値よりも大きく設定することで、当該所望の評価指標を重要視した場合の暫定運用整理案を得ることができる。また、暫定運用整理案の作成が繰り返し実行されるため、重要視する評価指標を異ならせた複数の暫定運用整理案を得ることもできる。
【０００９】
第２の発明は、
コンピュータ（例えば、図７の乗務員運用整理案作成装置１）を、
所与の運転整理ダイヤに基づいて当該運転整理ダイヤに対する乗務員の運用行路の候補を生成する行路候補生成手段（例えば、図１１のステップＡ３，Ａ１９）、
前記生成された運用行路候補を部分集合とし、前記運転整理ダイヤを構成する全列車の全乗務を要素として、前記運用行路候補それぞれの選択是非を変数として表した集合被覆問題のモデル式を求め、前記変数の値として小数を許容した解を算出する解算出手段（例えば、図１１のステップＡ７〜Ａ９）、
前記解算出手段により算出された前記変数の値全てが整数となったときの前記運用行路候補の組合せを暫定運用整理案として取得する暫定運用整理案取得手段（例えば、図１１のステップＡ１１〜Ａ１３）、
前記解算出手段及び前記暫定運用整理案取得手段による処理を繰り返し実行させる繰り返し制御手段（例えば、図１１のステップＡ２３）、
として機能させるためのプログラム（例えば、図７の運用整理案作成プログラム５１０）である。
【００１０】
また、第１０の発明は、
所与の運転整理ダイヤに基づいて当該運転整理ダイヤに対する乗務員の運用行路の候補を生成する行路候補生成手段（例えば、図７のＣＰＵ１０）と、
前記生成された運用行路候補を部分集合とし、前記運転整理ダイヤを構成する全列車の全乗務を要素として、前記運用行路候補それぞれの選択是非を変数として表した集合被覆問題のモデル式を求め、前記変数の値として小数を許容した解を算出する解算出手段（例えば、図７のＣＰＵ１０）と、
前記解算出手段により算出された前記変数の値全てが整数となったときの前記運用行路候補の組合せを暫定運用整理案として取得する暫定運用整理案取得手段（例えば、図７のＣＰＵ１０）と、
前記解算出手段及び前記暫定運用整理案取得手段による処理を繰り返し実行させる繰り返し制御手段（例えば、図７のＣＰＵ１０）と、
を備える運用整理案作成装置（例えば、図７の乗務員運用整理案作成装置１）である。
【００１１】
この第２又は第１０の発明によれば、生成された乗務員の運用行路候補を部分集合とし、運転整理ダイヤを構成する全乗務を要素として、運用行路候補それぞれの選択是非を変数として表した集合被覆問題のモデル式を求め、変数の値として小数を許容した解を算出し、算出された変数の値全てが整数となったときの運用行路候補の組合せが、暫定運用整理案として取得される。つまり、乗務員運用整理問題を集合被覆問題としてモデル化することで暫定運用整理案が取得されるが、運用行路候補それぞれの選択是非を表す変数の値を小数として許容することで、迅速に解を算出することが可能となる。また、暫定運用整理案の取得が繰り返し実行されることで、複数の暫定運用整理案を得ることができる。
【００１２】
第３の発明は、第２の発明のプログラムであって、
複数の評価指標それぞれの適否を判定して評価値を算出することで運用行路候補を評価する評価処理を、前記生成された運用行路候補について実行する評価手段（例えば、図７のＣＰＵ１０；図１１のステップＡ５、Ａ２１）として前記コンピュータを機能させるとともに、
前記解算出手段が、前記運用行路候補それぞれの前記変数の値と、前記評価手段により算出された当該運用行路候補の評価値との乗算値を積算した総評価値が最良の値となる前記変数の値を算出するように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。
【００１３】
この第３の発明によれば、生成された運用行路候補それぞれの評価値が算出され、運用行路候補それぞれの変数の値と当該運用行路候補の評価値との乗算値を積算した総評価値が最良の値となる変数の値が算出される。また、暫定運用整理案の作成が繰り返し実行されるため、逐次、その時点で最良と判断される運用整理案が作成される。
【００１４】
第４の発明は、第３の発明のプログラムであって、
前記評価指標それぞれについての評価値をユーザの操作入力に従って可変する評価値可変手段（例えば、図７のＣＰＵ１０；図１１のステップＡ１）として前記コンピュータを機能させ、
前記評価手段が、前記評価値可変手段により可変された評価値に従って、前記評価処理を実行するように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。
【００１５】
この第４の発明によれば、評価指標それぞれについての評価値がユーザの操作入力に従って可変され、可変された評価値に従って運用行路候補それぞれの評価値が算出される。つまり、評価値を可変すると、運用行路候補それぞれの評価値が異なり、その結果、取得される暫定運用整理案が異なる。これにより、ユーザにとってみれば、評価指標それぞれの評価値を任意に可変することが可能であるため、例えば所望の評価指標の評価値を他の評価指標の評価値よりも大きく設定することで、当該所望の評価指標を重要視した場合の暫定運用整理案を得ることができる。また、暫定運用整理案の作成が繰り返し実行されるため、重要視する評価指標を異ならせた複数の暫定運用整理案を得ることもできる。
【００１６】
第５の発明は、第１又は第４の発明のプログラムであって、
ユーザによる所定の中断操作入力がなされたことを検出する検出手段（例えば、図７のＣＰＵ１０；図１２のステップＢ１）、
前記検出手段による検出がなされた場合に前記繰り返し制御手段による繰り返し実行を一時中断する一時中断手段（例えば、図７のＣＰＵ１０；図１２のステップＢ３）、
として前記コンピュータを機能させるとともに、
前記評価値可変手段が、前記一時中断手段による一時中断中に、前記評価指標それぞれについての評価値をユーザの操作入力に従って可変するように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。
【００１７】
この第５の発明によれば、ユーザによる所定の中断操作入力がなされたことが検出された場合には、暫定整理案の取得の繰り返し実行が一時中断され、この一時中断中に、評価指標それぞれについての評価値がユーザの操作入力に従って可変される。つまり、一時中断された繰り返し実行が再開された後は、変更された評価指標の評価値に基づいた暫定整理案が取得される。
【００１８】
第６の発明は、第１、第４又は第５の発明のプログラムであって、
前記評価値可変手段により可変された前記評価指標それぞれの評価値の比率に基づいて各評価値を正規化する評価値補正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である。
【００１９】
この第６の発明によれば、可変された評価指標それぞれの評価値の比率に基づいて、各評価値が正規化される。
【００２０】
第７の発明は、第１、第３〜第６の何れかの発明のプログラムであって、
前記繰り返し制御手段による繰り返し実行中に前記暫定運用整理案取得手段により暫定運用整理案が取得された場合に、取得された旨と、取得された暫定運用整理案についての総評価値とを表示制御する実行経過表示制御手段（例えば、図７のＣＰＵ１０；図１１のステップＡ１７）、
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。
【００２１】
この第７の発明によれば、暫定運用整理案が取得された場合には、取得された旨と、取得された暫定整理案についての総評価値とが表示される。これにより、ユーザは、暫定整理案が取得されたことと、その総評価値とを直ぐに知ることができる。
【００２２】
第８の発明は、第１、第３〜第７の何れかの発明のプログラムであって、
前記繰り返し制御手段が、繰り返し実行中に前記暫定運用整理案取得手段により取得された暫定運用整理案の総評価値の変化に基づいて繰り返し実行の終了を判定する繰り返し終了判定手段（例えば、図７のＣＰＵ１０；図１１のステップＡ２９〜Ａ３１）を有するように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】
この第８の発明によれば、繰り返し実行中に取得された暫定運用整理案の総評価値の変化に基づいて、暫定運用整理案の取得の繰り返し実行の終了が判定される。総評価値の変化に基づく終了判定としては、例えば、総評価値が小さいほど「良い」とする場合には、取得された暫定運用整理案の総評価値が所定の閾値以下となった回数が所定回数に達した場合や、取得された暫定運用整理案の総評価値が直近に取得された暫定運用整理案の総評価値を超えた回数が所定回数に達した場合が考えられる。これにより、暫定運用整理案の取得の繰り返し実行を、適切なタイミングで終了させることが可能となる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、運転ダイヤを構成する全列車の全乗務に乗務員を割り当てた運用行路候補の組合せである暫定運用整理案の取得が繰り返し実行されるとともに、取得の際に用いられる評価指標それぞれについての評価値が、ユーザの操作入力に従って可変される。
これにより、ユーザにとってみれば、評価指標それぞれの評価値を任意に可変することが可能であるため、例えば所望の評価指標の評価値を他の評価指標の評価値よりも大きく設定することで、当該所望の評価指標を重要視した場合の暫定運用整理案を得ることができる。また、暫定運用整理案の作成が繰り返し実行されるため、重要視する評価指標を異ならせた複数の暫定運用整理案を得ることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態を説明する。
【００２６】
［概要］
乗務員運用整理案作成装置は、列車のダイヤ乱れが発生した際に作成される運転整理ダイヤ（運転整理案）に合わせて、乗務員運用計画を変更した乗務員運用変更計画（乗務員運用整理案）を自動的に作成する装置である。「乗務員運用計画」とは、列車ダイヤを構成する全ての列車に対して必要な乗務員を割り当てた乗務員の運用スケジュールのことであり、「乗務員運用整理案」とは、ダイヤ乱れ時の運転整理ダイヤに対する乗務員運用計画のことである。なお、「乗務員」には「運転士」及び「車掌」が含まれるが、本実施形態では、説明の簡単化のため、「乗務員」を「運転士」のみとして説明する。
【００２７】
本実施形態の乗務員運用整理案作成装置では、暫定的な乗務員運用整理案（暫定運用整理案）を作成する暫定整理案作成処理が繰り返し実行される。また、乗務員運用整理案は、この乗務員運用整理案を作成する問題を「追加制約つき集合被覆問題」にモデル化することで作成される。この「追加制約つき集合被覆問題」による乗務員運用整理案の作成について、簡単な例を挙げて説明する。
【００２８】
図１は、列車ダイヤの簡単な一例を示す図である。また、この列車ダイヤに対する乗務員運用計画は、図２に示すように定められている。すなわち、この列車ダイヤには、３人の乗務員Ａ，Ｂ，Ｃが割り当てられ、乗務員Ａの計画行路は「乗務ｙ→乗務ｂ→乗務ｄ」であり、乗務員Ｂの計画行路は「乗務ｘ→乗務ａ」であり、乗務員Ｃの計画行路は「乗務ｚ→乗務ｃ」である。ここで、「乗務」とは、列車ダイヤを構成する全ての列車を乗務員が交代可能な駅で区切った要素であり、この乗務を組み合わせて行路が構成される。
【００２９】
そして、乗務員Ｂの「乗務ｘ」において事故等の障害によってＢ駅への到着の遅れが生じ、乗務員Ｂの計画行路である「乗務ｘ→乗務ａ」が不可能となったとする。この場合、乗務ｘに障害が生じた後の時刻を開始時点し、所定期間を運用整理対象期間とする乗務員運用整理案が作成される。
【００３０】
すなわち、対象の乗務員それぞれについて、運用行路の候補が設定される。「運用行路」は、１人の乗務員が勤務可能な１又は複数の乗務の組合せである。そして、「行路候補（運用行路候補）」は、対象期間の開始時点において該当する乗務員が存在する駅、或いは開始時点以降に最初に到着する駅を起点とした運用行路とされる。なお、ここで設定される行路候補は、考えられる全ての行路を含まなくとも良い。
【００３１】
図１の場合、各乗務員の行路候補は、図３に示すように設定される。すなわち、乗務員Ａについては、Ｂ駅を起点とする「乗務ａ→乗務ｄ」、「乗務ｂ→乗務ｄ」及び「乗務ｃ」の３つの行路候補が設定される。乗務員Ｂについては、Ｂ駅を起点とする「乗務ｂ→乗務ｄ」及び「乗務ｃ」の２つの行路候補が設定される。乗務員Ｃについては、Ｃ駅を起点とする「乗務ｚ→乗務ｂ→乗務ｄ」及び「乗務ｚ→乗務ｃ」の２つの行路候補が設定される。
【００３２】
続いて、行路候補それぞれが、所定の評価基準に従って評価され、評価値（行路評価値）が算出される。すなわち、行路候補それぞれが、予め定められた複数の評価指標それぞれを満たすかが判定され、満たすと判定された評価指標の指標値の和が、当該行路候補の行路評価値として算出される。評価指標には、例えば、該当する乗務員の計画行路とは異なる乗務が含まれる「他行路乗務」や、該当する乗務員が所属する区所以外の区所の乗務が含まれる「他区所乗務」、行路候補における終着駅への到着時刻が、該当する乗務員の計画行路における終着駅への到着時刻より遅い時刻である「退勤遅延」、該当する乗務員が、運用計画では乗務が割り当てられていない予備乗務員である「予備乗務員」等がある。また、指標値は「正の整数」とする。つまり、行路評価値が小さいほど、「良い」行路候補であることを示す。
【００３３】
次いで、これらの行路候補それぞれに「変数Ｘ」を割り当て、「追加制約つき集合被覆問題」にモデル化したモデル式が生成される。「変数Ｘ」は、対応する行路候補を選択するか否か（選択是非）を示す変数であり、「１」は当該行路候補を「選択する」ことを示し、「０」は「選択しない」ことを示す。そして、これらの行路候補を部分集合とし、運用整理ダイヤのうち、運用整理の対象期間の全ての列車の全ての乗務を要素とした「追加制約つき集合被覆問題」のモデル式を算出する。
【００３４】
「集合被覆問題」とは、「全ての列車スジが、乗務員の運用行路によって被覆される」ことである。このモデル式は、例えば図３の場合には、次式（１）となる。
【数１】
0004945370.tif 000002
【００３５】
また、「追加制約」とは、「１人の乗務員が選択できる行路は１つのみ」である。
このモデル式は、例えば図３の場合には、次式（２）となる。
【数２】
0004945370.tif 000003
【００３６】
そして、この「集合被覆問題」及び「追加制約」のそれぞれのモデル式の解であって、行路評価値の総和が最小となる解が算出される。このとき、変数Ｘの範囲を「０．０≦Ｘ≦１．０」として解を算出する。また、このモデル式の解法としては、例えば「Ｓｉｍｐｌｅｘ法」といった公知の手法を用いることができる。
【００３７】
行路評価値の総和Ｃは、次式（３）で算出される。
【数３】
0004945370.tif 000004
式（３）において、「ｊ」は行路候補であり、「Ｘｊ」は行路候補ｊに割り当てられた変数Ｘである。つまり、行路評価値の総和Ｃは、全ての行路候補ｊそれぞれについて、行路評価値Ｃｊに変数Ｘｊの値を乗じた値を積算した値である。この行路評価値の総和Ｃが小さいほど、「良い」行路候補の組合せ、すなわち「良い」解であることを示す。
【００３８】
そして、算出された解が「運用整理条件」を満たすならば、対応する変数Ｘの値が「１」である行路候補の組合せが、運用整理案とされる。ここで、「運用整理条件」は、「変数Ｘの値がそれぞれ「０」或いは「１」である」ことである。また、この運用整理案を構成する各行路候補の行路評価値の和が算出され、当該暫定運用整理案の総合評価値とされる。一方、算出された解が運用整理条件を満たさない（すなわち、算出した変数Ｘの値に「０」或いは「１」以外が１つでも含まれる）ならば、運用整理案は作成されない。「追加制約つき集合被覆問題」にモデル化することによる運用整理案の作成は、このように行われる。
【００３９】
また、本実施形態では、運用整理案の作成に用いられる評価基準を、ユーザが任意に設定・変更することが可能となっている。このユーザ操作を、表示画面を参照して説明する。
【００４０】
本実施形態の運用整理案作成装置では、先ず、評価基準を設定するための「評価基準設定画面」が表示される。図４に、評価基準設定画面の一例を示す。同図によれば、評価基準設定画面には、複数の評価指標それぞれについて、その指標値を変更・設定するためのスライダＳが設けられているとともに、このスライダＳによって指示されている現在の指標値Ｖが表示されている。ユーザは、この評価基準設定画面において、例えばマウス操作等によってスライダＳを移動（スライド）させ、該当する評価指標の指標値Ｖを変更する。そして、開始アイコンＩＣ１を選択すると、各評価指標の指標値が変更した値に設定される。その後、暫定整理案作成処理が開始され、当該処理を実行中であることを示す「実行中画面」が表示される。なお、運用整理案の作成そのものを終了する場合には、キャンセルアイコンＩＣ２を選択する。
【００４１】
図５に、実行中画面の一例を示す。同図によれば、実行中画面には、乗務員運用整理案の作成を実行中であることを示すメッセージＭが表示されるとともに、作成された暫定整理案それぞれの名称及び総合評価値が次々と一覧表示される。同図では、３つの暫定整理案１〜３が作成されていることを示している。なお、この暫定整理案の総合評価値は、上述の評価基準設定画面において設定された各評価指標の指標値に基づくものである。この実行中画面において中断アイコンＩＣ３を選択すると、実行中の暫定整理案作成処理が一時中断され、評価基準を再設定するための「評価基準再設定画面」が表示される。なお、暫定整理案作成処理を終了する場合には、終了アイコンＩＣ４を選択する。
【００４２】
図６に、評価基準再設定画面の一例を示す。同図によれば、評価基準再設定画面は、評価基準設定画面と同様に、複数の評価指標それぞれについて、指標値を設定するためのスライダＳが設けられているとともに、現在の指標値が表示されている。ユーザは、評価基準設定画面と同様に、スライダＳを移動させて、各評価指標の指標値Ｖを変更する。そして、再開アイコンＩＣ５を選択すると、各評価指標の指標値が変更した値に再設定され、一時中断している暫定整理案作成処理が再開され、図５に一例を示した実行中画面が、再度表示される。この再開以降の運用整理案作成処理は、再設定した評価基準値に基づいて実行される。
【００４３】
［構成］
図７は、本実施形態の乗務員運用整理案作成装置１の構成を示すブロック図である。
この乗務員運用整理案作成装置１は、例えばコンピュータで実現され、ＣＰＵ１０と、入力部２０と、表示部３０と、通信部４０と、記憶部５０とを備えて構成される。
【００４４】
ＣＰＵ１０は、記憶部５０に記憶されるプログラムやデータ、入力部２０から入力されたデータ等に基づいて、乗務員運用整理案作成装置１を構成する各部への指示やデータの転送を行い、乗務員運用整理案作成装置１の全体制御等を行う。また、本実施形態では、ＣＰＵ１０は、運用整理案作成プログラム５１０に従った運用整理案作成処理を行って、運転整理ダイヤ（運転整理案）に対する乗務員運用整理案を作成する。なお、運転整理ダイヤは、運転整理ダイヤデータ５２３に格納されている。
【００４５】
具体的には、先ず、評価基準値の設定を行う。すなわち、図４に一例を示した評価基準設定画面を表示部３０に表示させ、入力部２０から入力されるユーザの操作指示に従って、各評価指標の指標値を設定する。設定された評価基準値は、評価基準データ５２４に格納される。また、入力部２０から入力されるユーザの操作指示に従って、乗務員運用整理の対象となる区間や期間、乗務員等を設定する。
【００４６】
図８に、評価基準データ５２４のデータ構成の一例を示す。同図によれば、評価基準データ５２４は、評価指標５２４ａそれぞれについて、現在の指標値５２４ｂを対応付けて格納している。
【００４７】
その後、例えば図５に一例を示した実行中画面を表示部３０に表示させ、暫定運用整理案作成処理を開始する。先ず、対象の乗務員それぞれについて、所定数（例えば、５０）の運用行路の候補を設定する。また、行路候補は、運転整理ダイヤのうち、運転整理の対象範囲（区間及び期間）内の全ての列車の乗務により構成されるものとする。なお、運転整理ダイヤは、運転整理ダイヤデータ５２３に格納されている。
【００４８】
次いで、行路候補それぞれの行路評価値を算出する。すなわち、行路候補それぞれについて、該当する乗務員の計画行路と比較して評価指標それぞれを満たすかを判定し、満たすと判定した評価指標の指標値の和を、当該行路候補の行路評価値とする。ここで、乗務員の計画行路は、乗務員運用計画を構成する各乗務員の運用行路であり、乗務員運用計画は乗務員運用計画データ５２２に格納されている。また、この乗務員運用計画は、計画ダイヤデータ５２１に格納されている列車ダイヤに対応するものである。
【００４９】
設定した行路候補についてのデータは、行路候補データ５２５に格納される。図９に、行路候補データ５２５のデータ構成の一例を示す。同図によれば、行路候補データ５２５は、運用整理の対象の乗務員５２５ａ毎に、設定した行路候補５２５ｂと、行路評価値５２５ｃと、変数５２５ｄとを対応付けて格納している。変数５２５ｄは、「追加制約つき集合被覆問題」としてモデル化する際に割り当てられる変数Ｘである。
【００５０】
そして、これらの行路候補のうちから、運転整理ダイヤのうち、対象範囲の全ての列車の全ての乗務に乗務員が割り当てられる組合せであって、行路評価値の和が最小となる組合せを選択する。
【００５１】
すなわち、上述のように、各乗務員に設定した行路候補それぞれに変数Ｘを割り当て、「追加制約つき集合被覆問題」にモデル化したモデル式を算出し、このモデル式の解を算出する。次いで、算出した解が運用整理条件を満たすかを判定する。すなわち、算出した全ての変数Ｘの値が「１」或いは「０」ならば、運用整理条件を満たすと判定し、それ以外の値ならば、運用整理条件を満たさないと判定する。運用整理条件を満たすと判定したならば、変数Ｘの値が「１」である行路候補の組合せを暫定運用整理案とし、この暫定整理案を構成する各行路候補の行路評価値の和を、当該暫定運用整理案の総合評価値とする。そして、暫定運用整理案が作成された旨と算出した総合評価値とを、例えば図５に一例を示した実行中画面のように表示部３０に表示させる。また、作成した暫定運用整理案を、現在の評価基準と対応付けて暫定整理案データ５２７として蓄積記憶させる。一方、算出した解が運用整理条件を満たさないと判定したならば、暫定整理案は「作成されない（無し）」とする。
【００５２】
図１０に、暫定整理案データ５２７のデータ構成の一例を示す。同図によれば、暫定整理案データ５２７は、作成された暫定整理案毎に生成され、運用整理案５２８と、総合評価値５２８ｄと、評価基準５２９とを含んでいる。運用整理案５２８は、当該整理案を構成する運用行路の組合せであり、乗務員５２８ａそれぞれについて、運用行路５２８ｂと、行路評価値５２８ｃとを対応付けて格納している。総合評価値５２８ｄは、当該整理案の総合評価値であり、当該整理案を構成する運用行路それぞれの行路評価値の和である。評価基準５２９は、当該整理案が作成されたときの評価基準であり、評価指標５２９ａそれぞれについて、指標値５２９ｂを対応付けて格納している。
【００５３】
ＣＰＵ１０は、以上の暫定整理案作成処理を、繰り返し実行する。この暫定整理案作成処理の繰り返し毎に、各乗務員に設定する行路候補を変更する。すなわち、初回（１回目）の暫定整理案作成処理では、各乗務員について所定数（例えば、５０）の行路候補を設定するが、２回目以降の暫定整理案作成処理では、各乗務員について所定数（例えば、５）の行路候補を追加し、繰り返し毎に行路候補の数を増加させてゆく。このとき、追加する行路候補は、当該乗務員に既に設定されている行路候補とは異なる行路とする。これにより、より最良な暫定整理案の作成が期待される。
【００５４】
また、ＣＰＵ１０は、２回目以降の暫定整理案作成処理では、今回作成した暫定運用整理案が、直近に作成した暫定運用整理案と比較して「改善」されているかを判断する。
具体的には、今回の暫定運用整理案の総合評価値が、直近の暫定運用整理案の総合評価値よりも小さいならば「改善された」と判断し、大きい或いは同じならば「改善されていない」と判断して所定のカウンタを「１」加算（カウントアップ）する。つまり、このカウンタは、作成した暫定運用整理案が、直近に作成した暫定運用整理案と比較して改善されなかった回数をカウントしている。なお、このカウンタは、運用整理案作成処理の開始時点ではゼロクリアされている。そして、このカウンタ値が所定値（例えば、５０）に達すると、暫定整理案作成処理の繰り返しを終了する。
【００５５】
また、ＣＰＵ１０は、暫定運用整理案作成処理の実行中、入力部２０から、ユーザによる処理の一時中断指示が入力されると、実行中の暫定運用整理案作成処理を一時中断する。次いで、例えば図６に一例を示した評価基準再設定画面を表示部３０に表示させ、入力部２０から入力されるユーザの操作指示に従って、各評価指標の指標値を変更する。そして、入力部２０から、ユーザによる暫定整理案作成処理の「再開」指示が入力されると、各評価指標の指標値を変更後の値に再設定し、一時中断している暫定整理案作成処理を再開する。このときには、一時中断前の進行状況に関わらず、乗務員に設定した行路候補それぞれの行路評価値の算出から再開する。
【００５６】
また、ＣＰＵ１０は、入力部２０から、ユーザによる暫定整理案作成処理の「終了」指示が入力されると、暫定整理案作成処理の繰り返しを終了する。
【００５７】
図７に戻り、入力部２０は、例えばキーボードやマウス、タッチパネル及び各種スイッチ等によって実現される入力装置であり、操作入力に応じた入力信号をＣＰＵ１０に出力する。表示部３０は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＥＬＤ（Electronic Luminescent Display）等によって実現される表示装置であり、ＣＰＵ１０から入力される表示信号に基づく各種画面を表示する。通信部４０は、例えば、無線通信モジュールやルータ、モデム、ＴＡ、有線用の通信ケーブルのジャックや制御回路等によって実現される通信装置であり、外部機器との間でデータ通信を行う。
【００５８】
記憶部５０は、ＣＰＵ１０が乗務員運用整理案作成装置１を統合的に制御するための諸機能を実現するためのシステムプログラムや、シミュレーションを実現するためのプログラムやデータ等を記憶しているとともに、ＣＰＵ１０の作業領域として用いられ、ＣＰＵ１０が各種プログラムに従って実行した演算結果や、入力部２０からの入力信号等が一時的に格納される。本実施形態では、記憶部５０は、プログラムとして運用整理案作成プログラム５１０を記憶しているとともに、データとして、計画ダイヤデータ５２１と、乗務員運用計画データ５２２と、運転整理ダイヤデータ５２３と、評価基準データ５２４と、行路候補データ５２５と、乗務員運用整理案データ５２６とを記憶している。
【００５９】
乗務員運用整理案データ５２６は、乗務員運用整理案のデータであり、作成された暫定整理案それぞれのデータである暫定整理案データ５２７を含んでいる。
【００６０】
［処理の流れ］
図１１は、乗務員運用整理案作成処理の流れを説明するためのフローチャートである、
この処理は、ＣＰＵ１０が運用整理案作成プログラム５１０を実行することで実現される。同図によれば、ＣＰＵ１０は、先ず、評価基準の入力・設定を行う。すなわち、ユーザが評価基準の設定を行うための評価基準設定画面を表示部３０に表示させ、入力部２０から入力されるユーザの操作指示に従って、各評価指標の指標値を設定する（ステップＡ１）。次いで、乗務員それぞれについて所定数の行路候補を設定し（ステップＡ３）、設定した行路候補それぞれについて行路評価値を算出する（ステップＡ５）。
【００６１】
その後、暫定整理案作成処理の繰り返しを開始する。すなわち、各乗務員に設定した行路候補それぞれに変数Ｘを割り当てて、「追加制約つき集合被覆問題」にモデル化したモデル式を算出する（ステップＡ７）。次いで、行路候補それぞれの行路評価値に当該行路候補に対応する変数Ｘの値を乗じた値の総和が最小となるモデル式の解を算出する（ステップＡ９）。そして、算出した解が運用整理条件を満たすかを判断し、満たすならば（ステップＡ１１）、変数Ｘが「１」の行路候補の集合を、暫定整理案とする（ステップＡ１３）。また、変数Ｘが「１」の行路候補それぞれの行路評価値の和を算出し、作成した暫定整理案の総合評価値とする（ステップＡ１５）。そして、作成した暫定整理案を算出した行路評価値対応付けて蓄積記憶するとともに、表示部３０に総合評価値とともに追加表示させる（ステップＡ１７）。ここまでが、暫定整理案作成処理である。
【００６２】
続いて、乗務員毎に、所定数の新たな行路候補を追加設定し（ステップＡ１９）、各行路候補の行路評価値を算出する（ステップＡ２１）。その後、上述したステップＡ７〜Ａ１７の暫定整理案作成処理を、繰り返し行う（ステップＡ２３）。
【００６３】
この暫定整理案作成処理において暫定整理案が作成されたならば（ステップＡ２５：ＹＥＳ）、当該作成された暫定整理案が直近に作成した暫定整理案と比較して改善されたかを判定する。すなわち、今回の暫定整理案の総合評価値が直近の暫定整理案の総合評価値より大きいならば「改善された」と判断し、そうでないならば「改善されていない」と判断する。解が改善されたと判断したならば（ステップＡ２７：ＹＥＳ）、続いて、処理の打ち切り時間に達したかを判断する。処理の打ち切り時間に達していないならば（ステップＡ３３：ＮＯ）、ステップＡ１９に戻り、達しているならば（ステップＡ３３：ＹＥＳ）、暫定整理案作成処理の繰り返しを終了する。
【００６４】
一方、作成された暫定整理案の解が改善されていないと判断したならば（ステップＡ２７：ＮＯ）、所定のカウンタをカウントアップする（ステップＡ２９）。次いで、このカウント値と所定の閾値（例えば、５０）とを比較し、カウント値が所定の閾値に達していないならば（ステップＡ３１：ＮＯ）、続いて、処理の打ち切り時間に達したかを判断する。処理の打ち切り時間に達していないならば（ステップＡ３３：ＮＯ）、ステップＡ１９に戻り、達しているならば（ステップＡ３３：ＹＥＳ）、暫定整理案作成処理の繰り返しを終了する。一方、カウント値が所定の閾値に達しているならば（ステップＡ３１：ＹＥＳ）、暫定整理案作成処理の繰り返しを終了する。
【００６５】
暫定整理案作成処理の繰り返しを終了した後は、蓄積記憶した暫定整理案を総合評価値とともに一覧表示し（ステップＡ３５）、これらのうちの何れかがユーザにより選択されたならば（ステップＡ３７：ＹＥＳ）、当該選択された暫定整理案の詳細表示を行う（ステップＡ３９）。以上の処理を行うと、運用整理案作成処理を終了する。
【００６６】
図１２は、運用整理案作成処理と並行して実行される割込み処理の流れを説明するためのフローチャートである。同図によれば、ＣＰＵ１０は、入力部２０から、ユーザによる実行中断指示が入力されたならば（ステップＢ１：ＹＥＳ）、実行中の運用整理案作成処理を一時中断する（ステップＢ３）。
【００６７】
次いで、ユーザが評価基準を再設定するための評価基準再設定画面を表示部３０に表示させ、入力部２０から入力されるユーザの変更指示に従って、各評価指標の指標値を変更する（ステップＢ５）。そして、入力部２０から、ユーザによる再開指示が入力されたならば（ステップＢ７：ＹＥＳ）、各評価指標の評価指標を変更された値に再設定する（ステップＢ））。以上の処理を行うと、一時中断させている運用整理案作成処理を、ステップＡ２１から再開させる。
【００６８】
［作用・効果］
このように、本実施形態によれば、暫定整理案の作成が繰り返し実行されるとともに、繰り返し毎に、各乗務員の行路候補が追加されてゆく。つまり、複数の暫定整理案が、逐次、作成・蓄積記憶され、これにより、限られた時間内で最適な乗務員運用整理案を得ることが可能となる。また、繰り返し毎に各乗務員の行路候補が追加されてゆくため、繰り返し回数が増加するに従って、より最適な暫定整理案が作成される可能性が高くなる。
【００６９】
また、暫定整理案が作成される毎に、直近に作成された暫定整理案と比較して改善されたか判定され、「改善されていない」と判定された回数が所定回数に達すると、暫定運用整理案の作成の繰り返しが終了する。これにより、暫定運用整理案の作成を繰り返してもこれ以上の改善が見込めないと判断される時点で、運用整理案の作成を終了することができる。
【００７０】
更に、評価基準をユーザが任意に設定することができるとともに、暫定整理案の作成中であっても、この作成処理を一時中断させて評価基準を再設定することができる。これにより、ユーザが所望する評価指標を重要視した運転整理案の作成が可能となるとともに、重要視する評価指標を異ならせた複数の暫定運用整理案を作成し、これをユーザが見比べて所望の整理案を選択するといったことが可能となる。
【００７１】
［変形例］
なお、本発明の適用は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能なのは勿論である。
【００７２】
（Ａ）指標値
例えば、上述の実施形態では、指標値を「正の整数」としたが、これを「小数値」としても良いし、「負値」としても良い。負値とした場合、行路評価値が大きいほど、「良い」行路となる。従って、「追加制約つき集合被覆問題」にモデル化したモデル式の解を算出する際には、行路評価値の総和Ｃが最大となる解を算出する。
【００７３】
（Ｂ）指標値を正規化
また、各評価指標の指標値を、他の指標値との相対的な値を表すように正規化して用いても良い。具体的には、各評価指標それぞれの指標値を、全ての評価指標の指標値の総和に対する比率に基づいて正規化し、この正規化した指標値をもとに、各行路候補の行路評価値を算出する。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】列車ダイヤの一例。
【図２】図１の列車ダイヤに対する乗務員運用計画の一例。
【図３】図１の列車ダイヤに対する行路候補の一例。
【図４】評価基準設定画面の一例。
【図５】実行中画面の一例。
【図６】評価基準再設定画面の一例。
【図７】乗務員運用整理案作成装置の内部構成図。
【図８】評価基準データのデータ構成例。
【図９】行路候補データのデータ構成例。
【図１０】暫定整理案データのデータ構成例。
【図１１】運用整理案作成処理のフローチャート。
【図１２】割込み処理のフローチャート。
【符号の説明】
【００７５】
１  乗務員運用整理案作成装置
１０  ＣＰＵ、２０  入力部、３０  表示部、４０  通信部
５０  記憶部
５１０  運用整理案作成プログラム
５２１  計画ダイヤデータ、５２２  乗務員運用計画データ
５２３  運転整理ダイヤデータ
５２４  評価基準データ、５２５  行路候補データ
５２６  乗務員運用整理案データ、５２７  暫定整理案データ
【図１】
0004945370.tif 000005
【図２】
0004945370.tif 000006
【図３】
0004945370.tif 000007
【図４】
0004945370.tif 000008
【図５】
0004945370.tif 000009
【図６】
0004945370.tif 000010
【図７】
0004945370.tif 000011
【図８】
0004945370.tif 000012
【図９】
0004945370.tif 000013
【図１０】
0004945370.tif 000014
【図１１】
0004945370.tif 000015
【図１２】
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