運用 (鉄道)
現在、運用計画へのコンピュータシステムの導入が進展している。これは人間の手作業ではミスが発生しやすく大変な作業となる制約条件チェックなどをコンピュータで自動的にサポートするものであり、計画そのものは人間が考えて入力するものが多い。箱ダイヤや横棒といった形式での帳票を自動的に印刷してくれる機能もある。
さらに本格的に計画作業そのものを自動化する取り組みも行われている。車両運用計画に関しては行路計画と交番計画を一括して巡回セールスマン問題の形でモデル化して解くもの、乗務員運用計画に関しては行路計画を集合被覆問題の形で、交番計画を制約プログラミングの形でモデル化して解くものが知られている(参考文献参照)。車両と乗務員でモデル化が異なっているのは、乗務員の行路は所属区所に毎回戻ってこなければならないという制約があることに起因している。
列車ダイヤを実行するのに必要な編成数は少ない方がよい。これは、必要な編成数がコストに直結するためである。ただし、検査期間を考慮したり臨時列車の設定や、折り返しの時間を削減して詰めることは、ダイヤが乱れた時に到着列車の折返し遅れに波及しやすくなるため、ある程度の余裕は見込む必要がある。
ダイヤ改正が行われる場合、全ての列車が日をまたがずに運行されている路線であれば、ダイヤ改正前の行路とダイヤ改正後の行路をつなぐことができるかを検討した上で、必要に応じて交番の変更、行路の一部修正などを行って対処する。
これに対し、夜行列車の運転があり、列車の運行中に新しいダイヤへ移行しなければならない場合、より複雑な対応が必要となる。そのような路線では、ダイヤ改正前日の夕方頃から、列車ダイヤそのものが「移り変わりダイヤ」と呼ばれる特別なものに移行することがあり、改正前にも改正後にも該当しないダイヤでの運行となる。運用計画もこれに対応して移り変わり運用を計画して実行しなければならない。ただし夜行列車の運転がない路線でも翌日の車両運用の関係から移り変わりダイヤを採用する場合がある。
大規模なダイヤ改正になると車両の転属が行われることがあり、転属のための回送列車が多数設定される。運用計画ではこの転属回送にも対処する必要がある。
法令上の規制により、車両は走行距離や時間などの条件に応じて定期的に検査を実施する必要がある。また、鉄道事業者の内規などにより車両の清掃に関しても定期的に実施する必要がある。検査のうち、全般検査や重要部検査については、検査の周期が長く検査にかかる時間も長いため、該当する車両を交番から外して検査するのが普通であり、車両運用計画で直接的に考慮することは少ない。交番検査や仕業検査については検査周期も所要時間も短いため、車両運用計画上で検査に必要な時間だけ車両基地に滞在する時間を挿入した行路を用意するか、交番の中で必要な検査が行われるように考慮する。
この運用案の中から、制約条件を満たしてかつ所要の編成と乗務員が少なくなるような計画を考えることが運用計画の目的である。
作成された運用計画は、箱ダイヤと呼ばれる形式の図表にまとめられる。図2に図1の運用案1に対応した箱ダイヤの例を示す。箱ダイヤでは同一の場所(駅)を縦に揃えて、編成や乗務員の移動を1本の折れ曲がった線で示している。実際にはこれに各列車の列車番号、折り返し駅や乗務の交代駅などの時刻や、出区・入区(出勤・退勤)時刻、1日の実働時間や走行距離といった情報が書き込まれている。同一の編成や乗務員で運転される一連の列車の組み合わせのことを行路(または仕業)と言う。
各編成や乗務員は毎日同じ行路で運用されるわけではなく、異なる行路に順に割り当てられる。行路に割り当てられる順番のことを交番という。運用計画は、行路の作成と交番の作成の2つに大きく分けられ、交番の作成のことを特に区別する時は交番計画(または充当計画・割当計画)と呼ぶ。交番はおおむね一定の順序となっているが、乗務員の休暇や車両の臨時の修理などの関係で必ずしも順序に沿わないこともあり、随時変更されるものとなっている。