ユーザー事例

数理最適化パッケージ

Nuorium Optimizer※「Numerical Optimizer」はV24より「Nuorium Optimizer」に改名しました。

公益財団法人鉃道総合技術研究所 様

Nuorium Optimizerとともに進化してきたレールなど鉄道の軌道の保守を効率化するシステムを1990 年代から開発してきた、公益財団法人鉃道総合技術研究所様。2000 年代初頭に数理計画法パッケージ Nuorium「軌道保守計画支援システム」をリリース。現在もたゆOptimizerをエンジンに採用し、軌道技術研究部 軌道管理研究室長
三 和 雅史 様

まぬ進化を続けている。

Interview
軌道保守の効率化を促進する5 つのシステムを実現
軌道保守計画支援システムの概要を教えてください。
三 和

軌道とは、レールやまくらぎ、それを支えるバラスト（砂利）でできた道床などで構成されています。軌道は、安全で正 確な鉄 道 運 行 の 土 台であるため、適 切な保 守 が 欠かせません。この保守作業は一般的に終電から始発までの限られた時間内に専用車両などを使って行うため、効率的に作業を行うための綿密なプランニングが必要となります。これまでは、担当エリアの軌道の状態や作業条件を熟知した現場の担当者がその計画立案を行っていましたが、こうした熟練技術者の確保が難しくなる将来においても同様の計画立案ができるよう、また少ない保守作業で品質の高い軌道状態を維持できるよう、その支援ツールを最適化計算の技術を活用して開発してきました。現在、主に5 つの保守作業に関する計画システムを開発済みであり、軌道保守計画支援システムはそれらの総称です。

どのような最適化を行うのでしょうか。
三 和Profile
公益財団法人鉃道 総合技術研究所 様1987年、国鉄が行っていた研究開発を承継する法人として、JR会 社 の 発 足と同時に本格的な活動を開 始。鉄 道 技 術および 鉄道労働科学に関する総合的 な 研 究 開 発 等 を 行 い、
鉄 道 の 発 展と学 術・文 化の 向 上に寄 与することを目的に各 活 動を展 開。主な 業 務 内 容は、鉄 道に関

軌道変位保守計画システムの例をご紹介します。軌道では、列車の繰り返しの通過によっする技 術 的、科 学 的 な 試

ル・タイ・タンパー）という専用車両が配備されていますが、作業できる時間が短いため、ティング等。てレールの位置や高さにズレや歪みが出てきます。それを修正するためにMTT（マルチプ験や 研 究 開 発、コンサ ル

修正できるのは一晩で数百 m 〜 2km の距離しかなく、しかも台数が限られています。一方

で、軌道のズレや歪みは線区内の各所で進行するため、自ずと保守の優先順位も出てきます。限られた専用車両を、いかに効率的に運用して、保守の優先順位が高い場所で作業にあたらせるか、システムではそのスケジューリングを行っています。

同様に、レール表面の凹凸を削るレール削正車の運用（レール削正計画システム）や、バラストを交換する機械の運用（道床交換計画システム）、既存の木製のまくらぎのコンク

リート製まくらぎへの変更（ PCまくらぎ化計画システム）、レール等の状態診断と5 年ス

パンでの保守計画立案（軌道状態評価システム）などがあります。これらシステムのエンジンとして、Nuorium Optimizerを使用しています。

軌道を保守するさまざまな専用車両。左からMTT 、レール削正車、道床交換機、道床安定作業車。
［裏面に続く］025_ユー�ー事例_鉄道総合技術研究所.indd 1

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2001 年頃からNuorium Optimizer をお使いと聞きました。
三 和

この分野の研究は 1990 年代から行ってきました。当時、軌道状態が最も良くなるようなスケジュールをNuoriumOptimizerを使って作成します。しかし、システムを使う

適 解を得るまでの 時 間 が 長く、新たな制 約 条 件 の 追 加

た現場からの要求が多く出てきてしまいました。この結ありました。そこで汎用の最適化ツールを探したのですつまりスケジュールの作成が不可能という事態に陥って

自 作 の プログ ラムによる開 発を進 めて いました が、最にはプログラムを書き換える必 要 が あるなどの 問 題 がが、当 時 主 流 だった 海 外 プロダクトは 対 応に時 間を要中で、いつまでにこの保守を完了しておきたいなどといっ果、考慮すべき制約が増えすぎて解が得られなくなる、しまったのです。何もアウトプットがないと、担当者はどするなどの 課 題 が あった のに対して、日 本 製 で 性 能 もうすることもできません。

Nuorium Optimizer の開発元であるNTTデータ数理シた。この WCSPは、制約違反があっても、できるだけ高テムにおいてユー ザ ー が 計 画 条 件を設 定する際 の GUIす。同時に、満たせなかった制約のリストも出してくれまことなどにもメリットを感じました。それが 2001 年くらいがら手直しすることで、より実用的なスケジュールを立て十 分 な Nuorium Optimizerに高 い 関 心 を 持 ちました。

ステムでは、ソリューション開発も可能なため、計画シス

ところが、ちょうどそのとき、WCSP がリリースされましい優先順位を満たしながら何らかの答えを出してくれまを最適化エンジンと連携させながら一体的に開発できるす。担当者は両者の結果を見て、制約の重要度を考えなのことです。特にNuorium Optimizer の開発スタッフがられるようになりました。いわば、多数の制約があってもを感じたことも採用理由のひとつでした。2003 年に最初望にも応えられるようになったわけで、軌道保守計画支援

情熱を持って年々性能を向上していく姿に大きな将来性とりあえず叩き台を作ってくれる、 注文の多い人 の要のシステムをリリースし、現 在は 5システムで Nuoriumシステムにとっては、大きな進化だったといえます。

Optimizerを利用していますが、このように複 数 のシステムで共Nuorium Optimizerをエンジンとする軌道変位保守計画システムの運用例

用できるのは汎用エンジンの強みだといえます。

これまでの開発でのトピックスをお聞かせください。
三 和2005 年 に WCSPという機 能 がNuorium Optimizer に追 加されました。これが 軌 道 保 守 計 画 支援システムにとっては、大きなス操作画面

複数台 MTT 運用計画テップアップとなりました。例えば MTT の運用では、移動距離の上 限や 運 用できる期 間 など、さまざまな制約があります。それら制約を満たしながら線区全体の計画実施時の推移予測

保線区別保守計画

鉄道運行の安全・安心のために進化し続ける
軌道保守計画支援システムの実績をお聞かせください。
三和

軌道保守計画支援システムは現在、JR5 社に導入され、利用されています。また、民間の鉄道会社に対しては、このり付け、毎日データ採取できるようになっています。こうしたビッグデータの活用により、1 年後に軌道の形状が保システムを使ったスケジュール作成のサービスを提供して守の必要な状態に至る確率はどれくらいかといった将来ルに代行させるため、その結果に違和感を抱かれることがて、より緻密なスケジュール作成を行いたいと考えていいます。今まで現場担当者の感性でやってきたことをモデ予測も可能になっています。そういった結果も取り入れよくありました。現場の勘やノウハウは大事にしたいので、ます。軌道の保守には、まだまだ課題が山積しています。

その都度、NTTデータ数理システムと議論を重ね、システり、今後の労働者人口の減少を考えると、保線業務の省力結果「これならいいんじゃないかな」と担当者から言われたき作業も数多くあります。それらをすべて最適化し、よりそれに沿うようにモデルを修正してケアしてきましたが、ムをブラッシュアップすることを繰り返してきました。そのとき、このシステムの成長を実感しました。

軌道を修繕するには依然として多くの人手がかかってお化は急務といえます。また、保守全体の観点から見直すべ

少ない人員で最適な保守が行えるようにすることは、安全・安心な鉄道運行を今後も維持するために欠かせません。

今後、どのような展開をお考えですか。
三和したが、今は毎日運行している営業車両に計測装置を取とても大きく困難なテーマですが、Nuorium Optimizer

近年、軌道データがより緻密に採取できるようになりました。以前は専用の車両で在来線だと年 4 回程度の計測での力を借りながら、一歩一歩、目標に近づいていきたいと思っています。

お問い合わせ：平日10:00-17:00（e-mail、FAXは随時受付）

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