JP2002140788A

JP2002140788A - 乗合車両運行スケジューリングシステム

Info

Publication number: JP2002140788A
Application number: JP2000333204A
Authority: JP
Inventors: Kentaro Torii; 健太郎鳥居; Hideyuki Aisu; 英之愛須; Toshiaki Tanaka; 俊明田中
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2000-10-31
Filing date: 2000-10-31
Publication date: 2002-05-17
Anticipated expiration: 2020-10-31
Also published as: JP3515512B2

Abstract

(57)【要約】【課題】乗合型の車両運行サービスにおいて、ネットワ
ークを介して受け付けた利用予約に対し最適な車両運行
スケジュールをオンデマンドで作成する乗合車両運行ス
ケジューリングシステムを提供すること【解決手段】利用者端末からの利用要求をネットワーク
を介して受け付け、運行可能な各乗合車両が現在以降に
訪問する地点、訪問予定時刻、および出発予定時刻を示
す最適な乗合車両運行スケジュールを部分的なスケジュ
ールの作成、評価値算出および木構造に展開されたスケ
ジュールからの解の探索により作成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、乗合型の車両運行
サービスを提供する公共交通システムに好適な乗合車両
の運行スケジューリングシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】良く知られている乗合路線バスにおいて
は、運行ダイヤおよび経路は固定であり、必ずしも個々
の利用者のニーズに合った運行が行われるとは限らな
い。また、タクシーにおいては個々の客のニーズに応じ
た運行が行われるが、乗合型の車両運行サービスは提供
されていない。そこで、利用者から利用要求に応じて運
行ダイヤおよび運行経路を柔軟に変更できる、乗合車両
による交通サービスとして「デマンドバスシステム」が
実現されている。英国ロンドンなどで運営されている従
来のデマンドバスシステムは、前日までに電話などから
利用予約を受け付け、乗合車両の運行スケジュールを作
成する。当日は利用予約がなされた該当地点をデマンド
バスが巡回する。

【０００３】しかしながら、通信回線等を介して乗車予
約をオンラインで受け付け、該予約に基づいて乗合車両
の運行スケジュールを随時作成し配車するような乗合型
の車両運行システムは、実現されていないのが現状であ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情を考
慮してなされたものであり、その目的は、ネットワーク
を介して受け付けた利用予約に対し最適な車両運行スケ
ジュールをオンデマンドで作成する乗合車両運行スケジ
ューリングシステムを提供し、乗合型の車両運行サービ
スを支援することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために本発明は次のように構成されている。

【０００６】（１）本発明の乗合車両運行スケジューリ
ングシステムは、利用者端末からの利用要求をネットワ
ークを介して受け付ける利用要求受付手段と、前記利用
要求受付手段が受け付けた利用要求を記憶する記憶手段
と、運行可能な乗合車両の車両情報をネットワークを介
して取得する乗合車両情報取得手段と、前記運行可能な
各乗合車両が現在時刻以降に訪問する地点、訪問予定時
刻、および出発予定時刻を示す最適な乗合車両運行スケ
ジュールを前記記憶手段に記憶された利用要求および前
記乗合車両情報取得手段により取得された車両情報に基
づいて作成する最適スケジュール作成手段と、前記最適
スケジュール作成手段により作成された乗合車両運行ス
ケジュールに基づいて、前記利用要求への応答として少
なくとも乗車予定時刻及び降車予定時刻の選択肢をネッ
トワークを介して前記利用者端末に提示し、該提示され
た選択肢のいずれかについて利用予約を行うか否かの回
答を当該利用者端末から受け付ける客スケジュール提示
・回答受付手段と、前記客スケジュール提示・回答受付
手段が受け付けた利用予約の回答に応じて、該利用予約
の完了の旨および該利用予約によって割り当てられた乗
合車両の識別情報をネットワークを介して前記利用者端
末に通知する利用者スケジュール通知手段と、前記予約
の完了に応じて、前記最適スケジュール作成手段により
作成された乗合車両運行スケジュールを、該当する乗合
車両に通知する乗合車両スケジュール通知手段と、を具
備する。

【０００７】（２）本発明の乗合車両運行スケジューリ
ングシステムは、上記（１）に記載のシステムであっ
て、かつ前記利用要求は、少なくとも希望乗車地点およ
び希望降車地点と、希望乗車時刻、希望降車時刻、希望
乗車時間帯、希望降車時間帯、現在時刻から乗車までに
要する上限時間、または現在時刻から降車までに要する
上限時間の少なくともいずれかを示す情報と、を含むこ
とを特徴とする。

【０００８】（３）本発明の乗合車両運行スケジューリ
ングシステムは、上記（１）に記載のシステムであっ
て、かつ前記最適スケジュール作成手段は、前記利用要
求が行われたが前記予約は未完了の利用者の希望乗車地
点及び希望降車地点と、希望乗車時刻、希望降車時刻、
乗車希望時間帯、降車希望時間帯、現在時刻から乗車ま
でに要する上限時間、または現在時刻から降車までに要
する上限時間の少なくともいずれかと、前記予約は完了
したが未乗車の利用者に割り当てられた乗車車両の識別
情報、希望乗車地点、希望降車地点、乗車希望時刻及び
降車通知時刻と、乗車済みであるが未降車の利用者に割
り当てられた乗合車両の識別情報及び希望降車地点及び
降車通知時刻と、事前に取得された道路ネットワーク情
報と、前記乗合車両情報取得手段により取得された車両
情報に含まれる稼働可能な乗合車両の現在位置、稼働可
能時間帯、及び訪問可能エリアを示す情報と、を入力と
し、前記運行可能な乗合車両が現在以降に訪問する地
点、訪問予定時刻、および出発予定時刻を示す最適な乗
合車両運行スケジュールを作成することを特徴とする。

【０００９】（４）本発明の乗合車両運行スケジュール
の作成方法は、利用者端末からの利用要求をネットワー
クを介して受け付け、運行可能な各乗合車両が現在以降
に訪問する地点、訪問予定時刻、および出発予定時刻を
示す最適な乗合車両運行スケジュールを前記利用要求に
応じて作成する乗合車両運行スケジュールの作成方法で
あって、前記運行可能な乗合車両が訪問すべき地点のう
ちの一部についての運行スケジュールを部分スケジュー
ルとして作成し、前記作成された部分スケジュールを記
憶領域に記憶し、評価値が最も良い部分スケジュールを
親スケジュールに決定し、前記親スケジュールに決定さ
れた部分スケジュールを前記記憶領域から削除し、前記
親スケジュールにおける乗合車両の巡回列に未割当ての
訪問地点を追加することで子スケジュールを作成し、前
記作成された子スケジュールの評価値を算出するととも
に該子スケジュールを前記記憶領域に記憶し、以上のス
テップを繰り返すことにより、訪問すべき地点を全て含
みかつ前記評価値が最も良い部分スケジュールを最適な
乗合車両運行スケジュールとする。

【００１０】（５）本発明の乗合車両運行スケジュール
の作成方法は、上記（４）に記載の方法であって、かつ
前記未割当ての訪問地点を前記部分スケジュールのいず
れの乗合車両の巡回列にも含まれない地点とし、前記評
価値を、各乗合車両の巡回列上の地点に関する評価値
と、前記未割当ての訪問地点に関する評価値の推定値
と、を入力とする関数に従って算出することを特徴とす
る。

【００１１】（６）本発明の乗合車両運行スケジュール
の作成方法は、上記（４）又は（５）のいずれかに記載
の方法であって、かつ前記乗合車両のいずれかの巡回列
に含まれる地点について該巡回列上の訪問時刻の、乗客
の希望訪問時刻若しくは乗客に通知した予定訪問時刻か
らの遅れ時間と、前記未割当ての訪問地点について推定
により求めた遅れ時間と、を入力として当該スケジュー
ルの評価値を算出することを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施形態を説明する。

【００１３】［システムの構成］図１は本発明の一実施
形態に係り、乗合車両による公共交通システムに適用さ
れた乗合車両運行スケジューリングシステムの構成を示
すブロック図である。本実施形態の乗合車両運行スケジ
ューリングシステムは、客（利用者）からの利用要求を
オンラインで受け付け、利用要求を受け付けた客からの
利用要求に応える最適な乗合車両運行スケジュールを作
成する。公共交通システムは、作成されたスケジュール
に従って複数台の乗合車両を運行させ、乗合型の車両運
行サービスを提供する。本実施形態の乗合車両運行スケ
ジューリングシステムは、乗合車両の運行スケジュール
を随時に変更可能な柔軟なシステムである。

【００１４】図１に示すように、本実施形態の乗合車両
運行スケジューリングシステムは、公衆回線または専用
回線１１５を介して道路ネットワーク情報提供者（業
者）１１４からサービス対象地域の道路ネットワーク情
報を取得する道路ネットワーク情報取得手段１０１と、
道路ネットワーク情報取得手段１０１および後述する乗
合車両インターフェースから得られた道路ネットワーク
情報を処理し、任意の２交差点間の最短経路や最短経路
上の移動所要時間などを求めるための道路ネットワーク
情報処理手段１０２と、道路ネットワーク情報処理手段
１０２により処理された道路ネットワーク情報を記憶す
る道路ネットワーク情報記憶手段１０３とを備えてい
る。道路ネットワーク情報は、交差点位置、交差点間の
移動所要時間、および各種道路交通情報からなる。な
お、道路ネットワーク情報が予めシステムに用意されて
いるため、道路ネットワーク情報提供者（業者）１１
４、道路ネットワーク情報取得手段１０１が存在しない
ことも有りうる。

【００１５】また、本実施形態の乗合車両運行スケジュ
ーリングシステムは、公衆回線または専用回線１１６を
介した乗合車両搭載端末１０４とのインターフェース
（「乗合車両インターフェース」という）として、乗合
車両搭載端末１０４から送られてきた車両情報を取得し
て記憶する乗合車両情報取得手段１０５と、乗合車両情
報取得手段１０５により取得された車両情報をモニタリ
ングするための車両情報モニタ１０６と、複数運行され
る乗合車両の各々に巡回スケジュールを通知する乗合車
両スケジュール通知手段１１３とを備えている。

【００１６】ここでいう車両情報とは、各々の乗合車両
の走行位置、乗員数などの情報のことであり、各々の乗
合車両に搭載される乗合車両搭載端末１０４は、車両情
報を公衆回線または専用回線１１６を介して乗合車両運
行スケジューリングシステム（サービス提供側）に送信
する。また乗合車両搭載端末１０４は、乗合車両運行ス
ケジューリングシステムから巡回スケジュールなどの情
報を受信する。

【００１７】また、本実施形態の乗合車両運行スケジュ
ーリングシステムは、公衆回線または専用回線１１７を
介した利用要求発生端末１０７とのインターフェース
（「客インターフェース」という）として、各客の利用
要求発生端末１０７から発せられた利用要求を受け付け
る利用要求受付手段１０８と、後述する解スケジュール
記憶手段１１０に解スケジュールとして記憶されている
最適な乗合車両運行スケジュールを読み出し、その内容
に基づいて乗車および降車の予定時刻や料金などのサー
ビス情報を生成するとともにこのサービス情報を利用要
求発生端末１０７を通じて各客に提示し、その提示内容
を受け入れるか否かについての各客からの回答を受け付
ける客スケジュール提示・回答受付手段１１１と、客ス
ケジュール提示・受付手段１１１により得られた各客か
らの回答に応答してサービスを行うか否かの回答及びス
ケジュールの通知を行う客スケジュール通知手段１１２
とを備えている。また、利用要求受付手段１０８が取得
した各客からの利用要求を記憶するための客情報記憶手
段１０９を備えている。

【００１８】各客の利用要求発生端末１０７は例えば電
話機、携帯電話機、サービス地域内設置端末機器、およ
び利用要求発生専用の携帯端末機器等から成り、公衆回
線または専用回線１１７を介して利用要求を乗合車両運
行スケジューリングシステム（サービス提供側）に送信
する一方、乗合車両運行スケジューリングシステムから
乗合車両運行スケジュールや乗合車両情報などを受信し
て表示することが可能に構成される。

【００１９】また、本実施形態の乗合車両運行スケジュ
ーリングシステムは、客情報、乗合車両情報、および道
路ネットワーク情報に基づいて最適な乗合車両運行スケ
ジュールを作成する最適スケジュール作成手段２００
と、訪問すべき地点の一部を含む各車両の巡回列を持つ
部分スケジュールを記憶するための部分スケジュール記
憶領域２０１と、最適スケジュール作成手段２００によ
り作成された最適な乗合車両運行スケジュールを解スケ
ジュールとして記憶する解スケジュール記憶手段１１０
と、を備えている。

【００２０】［乗合車両運行スケジューリングシステム
の基本的な動作手順（図２の手順１〜１０）］以上のよ
うに構成された本実施形態の乗合車両運行スケジューリ
ングシステムにおいて、各客から公衆回線または専用回
線１１７を介して利用要求を受け付け、道路ネットワー
ク情報および乗合車両の条件等に基づいて客の乗車・降
車遅れ時間に関して最適な乗合車両運行スケジュールを
作成し、各客に通知するまでの基本的な動作手順を図２
のフローチャートを参照しながら説明する。ここでいう
乗合車両運行スケジュールとは、稼働される各乗合車両
が訪問する１または複数の地点を表す巡回列、この巡回
列上の各地点への乗合車両の訪問時刻、各客が乗車する
乗合車両およびその乗車・降車地点、乗車・降車到着時
刻を特定するための情報のことである。

【００２１】（手順１）道路ネットワーク情報取得手段
１０１により、サービス地域の道路ネットワーク情報を
取得する。道路ネットワーク情報の具体的な内容として
は、地域内の鉄道などの駅、病院等の公共施設や顧客宅
などの乗降車可能地点、およびこれらを結ぶ地域内の道
路長さや移動所要時間などとする。道路ネットワーク情
報処理手段１０２は、得られた道路ネットワーク情報に
基づいて任意の２乗降車可能地点間の最短経路、最短経
路上移動所要時間などを計算し、その計算結果を道路ネ
ットワーク情報記憶手段１０３に記憶させる。道路ネッ
トワーク情報は、道路事情が変化しない限り更新の必要
はない。渋滞や工事、または事故などにより道路事情が
変化した場合は、これを道路ネットワーク情報に反映さ
せるべく道路ネットワーク情報処理手段１０２により再
処理を行なって道路ネットワーク情報記憶手段１０３の
内容を更新する。

【００２２】（手順２）各乗合車両の乗合車両搭載端末
１０４から発せられる各乗合車両の現在位置、乗員数な
どの車両情報を、公衆回線または専用回線１１６を介し
て乗合車両情報取得手段１０５が取得する。

【００２３】（手順３）各客（利用者）は、利用要求発
生端末１０７を用いて利用要求を発生させる。この利用
要求を公衆回線または専用回線１１７を介して利用要求
受付手段１０８が受け付け、客情報記憶手段１０９に保
存する。この客情報記録手段１０９に保存された各客の
利用要求の内容に基づいて、各客の乗車地点、降車地
点、希望乗車時刻、希望降車時刻を含む情報が、最適ス
ケジュール作成手段２００への入力情報として設定され
る。なお、最小限の客の利用要求が集まるまで、あるい
は未回答の利用要求の回答待ち時間が規定時間に達する
まで、本ステップを続ける場合も有りうる。

【００２４】（手順４）客情報記憶手段１０９からの入
力情報をもとに最適スケジュール作成手段２００は、後
述する探索処理によって最適な乗合車両運行スケジュー
ル（解スケジュールという）を作成する。得られた解ス
ケジュールは、解スケジュール記憶手段１１０に保存さ
れる。

【００２５】（手順５）得られた解スケジュールをもと
に客スケジュール提示・回答手段１１１は、公衆回線ま
たは専用回線１１７を介して、乗車予定時刻、降車予定
時刻、割り当てられた乗合車両、および利用料金を含む
情報（利用要求への応答）を各客の利用要求発生端末１
０７に送る。利用要求発生端末１０７は、送られてきた
情報をモニタ画面等に表示するなどして各客に提示す
る。

【００２６】（手順６）各客は、提示されたスケジュー
ルでの乗車を実際に予約するか否かを利用要求発生端末
１０７により回答し、これを客スケジュール提示・回答
受付手段１１１が受け付ける。受け付けた乗車予約は、
客情報記憶手段１０９において、当該客の情報と関連付
けて記憶される。

【００２７】（手順７）客情報記憶手段１０９に記憶さ
れた全ての客からの回答が得られておらず、かつ、回答
受付の制限時間内であれば手順６へ戻り、回答の受付を
継続する。（手順８）客スケジュール通知手段１１２が、受付の制
限時間内に乗車予約の回答をなした客に対し、予約が完
了した旨を通知する。併せて、予約された乗車のスケジ
ュールを通知する。一方、受付の制限時間内にキャンセ
ルした客、および制限時間内に回答を行わなかった客に
対しては、予約が行われなかった旨を通知する。

【００２８】（手順９）乗合車両スケジュール通知手段
１１３は、公衆回線または専用回線１１６を介して、各
乗合車両の搭載端末１０４に、乗合車両運行スケジュー
ルを通知する。この通知は、運行スケジュールに変更が
あった際に、該当する乗合車両に対して随時行われる。
乗合車両運行スケジュールには、当該乗合車両が訪問す
べき地点の巡回列もしくは巡回ルートと、訪問時刻とが
含まれている。

【００２９】（手順１０）乗合車両運行スケジューリン
グシステムは、サービスを継続する場合は手順３に戻
り、客からの利用要求を受け付ける。サービスを継続し
ない場合は乗合車両運行スケジューリングシステムが終
了する。

【００３０】［最適スケジュール探索の手順（図３の手
順１〜４）］ここで、［乗合車両運行スケジューリング
システムの基本的な動作手順］の手順４（図２）におけ
る最適スケジュール探索を、図３のフローチャートを参
照しながら説明する。（手順１）最適スケジュール作成手段２００は、部分ス
ケジュール記憶領域２０１に記憶されている複数個の部
分スケジュール（候補スケジュール）の中で、その評価
値（後述）が最も良いものを取り出し、これを親スケジ
ュールとする。取り出したスケジュールは、部分スケジ
ュール記憶領域２０１からは削除しておく。（手順２）親スケジュールにおいて、どの乗合車両の巡
回列にも含まれない未割当ての地点が無ければ、この親
スケジュールを最適スケジュール（解スケジュール）と
して探索を終了する。未割当て地点が有る場合は手順３
へ移行する。（手順３）親スケジュールのいずれかの乗合車両の巡回
列に、いずれかの未割当て地点を追加して得られる部分
スケジュールを子スケジュールとし、その評価値を計算
する。（手順４）子スケジュールを部分スケジュール記憶領域
２０１に登録したのち手順１へ戻る。

【００３１】ここで、あらかじめ利用要求受付手段１０
８により利用要求を受け付けた客について、複数台の乗
合車両を用いて全ての客からの利用要求に応じる乗合車
両運行スケジュールのうち、全ての客の乗車遅れ時間と
降車遅れ時間の関数が最適となるような乗合車両運行ス
ケジュールの作成について、具体的な事例を挙げて詳細
に説明する。

【００３２】まず、稼働させる乗合車両をＫ台、利用要
求を行う客数をＮ人とする。乗合車両運行スケジュール
は、上述したように、稼働させる各乗合車両が訪問する
地点の巡回列、巡回列上の各地点への訪問時刻、各客の
乗車乗合車両、乗車・降車地点、乗車・降車到着および
出発時刻を特定するための情報である。例えばこのよう
な乗合車両運行スケジュールを、各乗合車両ｋ（１，
２，…，Ｋ）の巡回列および巡回列上の各地点への訪問
時刻、各客ｉ（１，２，…，Ｎ）の乗車乗合車両、各客
ｉの乗車地点Ｏ_iおよび降車地点Ｄ_i、各客ｉの乗車到着
時刻arrive_time_Ｏ_iおよび降車到着時刻arrive_time_
Ｄ_iと表現する。なお、ここでは訪問すべき地点は全て
の客についての乗車地点および降車地点とする。

【００３３】［道路ネットワーク情報］上述した［乗合
車両運行スケジューリングシステムの基本的な動作手順
（図２の手順１〜１０）］の手順１における道路ネット
ワーク情報をＧ（Ｖ，Ｅ）と表す。ただし、Ｖはノード
集合であり、各ノードは、乗車・降車可能地点および乗
合車両の基地地点を意味する。なお、乗車・降車可能地
点としては、上述したように、地域内の鉄道などの駅、
病院等の公共施設や顧客宅等を想定する。また、Ｅは２
つのノードを結ぶリンクの集合であり、リンクとは、地
域内の道路を想定している。各リンクの情報は、リンク
名、リンク始端ノード、リンク終端ノード、およびリン
ク通過所要時間（リンク長）などを含む。道路ネットワ
ーク情報処理手段１０２は、このような道路ネットワー
ク情報Ｇ（Ｖ，Ｅ）から、例えばヴァーシャル−フロイ
ド（Ｗａｒｓｈａｌｌ−Ｆｌｏｙｄ）法によりノード集
合Ｖの任意の２ノード間の最短経路、最短経路上移動所
要時間を計算し、これを道路ネットワーク情報記憶手段
１０３に記憶させる。

【００３４】［車両情報］上述した［乗合車両運行スケ
ジューリングシステムの基本的な動作手順（図２の手順
１〜１０）］の手順２において取得される車両情報を、
稼働させるＫ台の乗合車両における各乗合車両ｋ毎の現
在地点Ｂ_k、出発可能時刻ｔ_kによって表す。これら車両
情報は各乗合車両ｋに搭載された乗合車両搭載端末１０
４から、公衆回線または専用回線１１６を介し必要に応
じて任意のタイミングで取得するものとする。

【００３５】［利用要求］上述した［乗合車両運行スケ
ジューリングシステムの基本的な動作手順（図２の手順
１〜１０）］の手順３における利用要求について具体例
を説明する。図４は、利用予約（要求）を行う際の利用
要求発生端末１０７の画面表示例を示す図である。この
画面において各客が乗車地点、降車地点、希望乗車時
刻、希望降車時刻を設定する。ここで、「予約」のボタ
ンが押下されると、設定された利用要求の内容がサービ
ス提供側の利用要求受付手段１０８に送られる。

【００３６】利用要求受付手段１０８に送られてきた利
用要求は、客情報記憶手段１０９に記憶される。そし
て、利用要求の内容をもとに各客の乗車地点、降車地
点、希望乗車時刻、希望降車時刻の設定が行われる。

【００３７】本実施形態では、利用要求において希望乗
車時刻または希望降車時刻のいずれか一方を客が未指定
とした場合は、例えば以下のように希望乗車時刻、希望
降車時刻をサービス提供側が自動的に設定する。なお、
このような自動設定を行わず、希望乗車時刻または希望
降車時刻のいずれか一方が未指定である利用要求をサー
ビス提供側が拒絶するように構成しても良い。

【００３８】客が希望乗車時刻のみを指定した場合、希
望降車時刻を、乗車地点、降車地点、希望乗車時刻の関
数としてサービス提供側で設定する。例：demand_time_Ｄ_i=demand_time_Ｏ_i+Δt(Ｏ_i,Ｄ_i) Δt(Ｏ_i,Ｄ_i):Ｏ_i,Ｄ_i間の最短所要時間客が希望降車時刻のみを指定した場合、希望乗車時刻
を、乗車地点、降車地点、希望降車時刻の関数としてサ
ービス提供側で設定する。例：demand_time_Ｏ_i=demand_time_Ｄ_I-Δt(Ｏ_i,Ｄ_i) 図４に示したものとは異なる利用予約画面において客が
現在時刻ｔから乗車までに要する上限時間を指定した場
合、希望乗車時刻および希望降車時刻を、乗車地点、降
車地点、現在時刻、乗車までに要する上限時間の関数と
してサービス提供側で設定する。例：demand_time_Ｏ_i=t demand_time_Ｄ_i=demand_time_Ｏ_i+Δt(Ｏ_i,Ｄ_i) latest_time_Ｏ_i=t+Δt_Ｏ_i（許容できる乗車時刻の上
限。後述する［タイムウインドウ条件の付加］を参照） Δt_Ｏ_i：客ｉが希望する現在時刻ｔから乗車までに要
する上限時間同様に、客が現在時刻ｔから降車までに要する上限時間
を指定した場合、希望乗車時刻と希望降車時刻を、乗車
地点、降車地点、現在時刻、降車までに要する上限時間
の関数としてサービス提供側で設定する。例：demand_time_Ｄ_i=t demand_time_Ｏ_i=demand_time_Ｄ_I-Δt(Ｏ_i,Ｄ_i) latest_time_Ｄ_i=t+Δt_Ｏ_i（許容できる降車時刻の上
限。後述する［タイムウインドウ条件の付加］を参照） Δt_Ｄ_i：客ｉが希望する、現在時刻ｔから降車までに
要する上限時間［最適スケジュールの作成］次に、［乗合車両運行スケ
ジューリングシステムの基本的な動作手順（図２の手順
１〜１０）］の手順４における最適スケジュールの作成
手順を詳細に説明する。各乗合車両は、それぞれに割り
当てられた客の乗車地点と降車地点を巡る。乗合車両運
行スケジュールの決定問題は、どの乗合車両にどの客を
割り当て、さらに、割り当てられた客の乗車地点と降車
地点とを各乗合車両がどの順序で回るかを決定するとい
う組み合わせ問題である。乗合車両運行スケジュール
を、その状態に応じて以下のように称する。

【００３９】（１）根スケジュール全ての乗合車両がどの客の乗車地点も訪れていないスケ
ジュールをいう。各乗合車両の巡回列は、各乗合車両の
スタート地点のみである。

【００４０】（２）部分スケジュールいずれかの乗客の降車が済んでいないスケジュールをい
う。

【００４１】（３）可能スケジュール全ての乗客の降車が済んでいるスケジュールをいう。

【００４２】（４）解スケジュール可能スケジュールの中で、全ての客の乗車・降車遅れ時
間の関数である評価値が最適であるスケジュールをい
う。

【００４３】本実施形態では後述する詳細な手順に従っ
て、根スケジュールＳから始め、客の乗車地点もしくは
降車地点の中から一地点ずつ各乗合車両の巡回列に訪問
地点を追加して複数の部分スケジュールを作成し、この
部分スケジュールの中から最終的に解スケジュールを得
る。

【００４４】ある乗合車両運行スケジュール（「スケジ
ュールＡ」という）について、以下の用語を用いる。（１）各乗合車両ｋの現在地点スケジュールＡにおける乗合車両ｋの巡回列の最後尾の
地点。（２）各乗合車両ｋの現在時刻スケジュールＡにおける乗合車両ｋの現在地点への到達
時刻。（３）乗合車両ｋの現在地点から訪問可能な地点スケジュールＡにおいて乗合車両ｋに乗車中の客の降車
地点およびスケジュールＡにおいて未乗車の客の乗車地
点。（４）スケジュールＡの子スケジュールスケジュールＡの全乗合車両の巡回列のうち、ある一台
の乗合車両ｋの巡回列の最後尾に、スケジュールＡにお
いて乗合車両ｋにとって現在地点から次に訪問可能な地
点を追加したもの。また、この操作を「子スケジュール
の展開」といい、また子スケジュールから見て展開され
た方のスケジュール（この場合スケジュールＡ）を親ス
ケジュールという。

【００４５】乗合車両ｋに関するスケジュールＡの子ス
ケジュールは、乗合車両ｋにとって訪問可能な地点の個
数だけ存在する。スケジュールＡの子スケジュールの総
数は全乗合車両に関する子スケジュールの個数の和とな
る。

【００４６】例えば根スケジュールＳにおいては、ある
乗合車両ｋにとって次に訪問可能な地点はＮ人の客の乗
車地点でＮ個であるから、根スケジュールの子スケジュ
ールは乗合車両ｋに関してＮ個であり、したがって根ス
ケジュールＳの全ての子スケジュールはＫ×Ｎ個とな
る。

【００４７】子スケジュールから、さらにその子スケジ
ュールを展開し、乗合車両の巡回列を伸ばして行く過程
は木構造によって表現できる。木構造で表現されるスケ
ジュールの中から最適スケジュール（解スケジュール）
を探索する。本実施形態では、探索法の具体例としてＡ
^*探索法を用いる。この探索を実現するシステムの構成
を図５に示す。

【００４８】以下、この探索システムにより根スケジュ
ールから解スケジュールを求めるまで手順を図６のフロ
ーチャートを参照しながら説明する。

【００４９】［最適スケジュール作成の詳細な手順（図
６の手順１〜１０）］（手順１）根スケジュールＳを部分スケジュール記憶領
域２０１の先頭に保存する。以下において手順２〜手順
１０を１サイクルとする。（手順２）部分スケジュール記憶領域２０１をチェック
する。部分スケジュール記憶領域２０１が空であるなら
ば探索は失敗とする。（手順３）部分スケジュール記憶領域２０１の先頭の部
分スケジュールＡを取り出して親スケジュール記憶領域
２０２に上書き記憶させる。（手順４）部分スケジュール記憶領域２０１の先頭の部
分スケジュールＡを取り出して展開済みスケジュール記
憶領域２０３に追加記憶させる。（手順５）スケジュールＡを部分スケジュール記憶領域
２０１から削除する。（手順６）親スケジュール記憶領域２０２に記憶されて
いるスケジュールＡをチェックする。スケジュールＡに
おいて、全ての客が降車済みであれば、スケジュールＡ
は解スケジュールであるから探索成功として終了する。（手順７）子スケジュール展開手段２０４によりスケジ
ュールＡを展開することでスケジュールＡの全ての子ス
ケジュールを生成するとともに、各子スケジュールの評
価値を計算する。子スケジュール展開の詳細については
後述する。なお、展開された全ての子スケジュールは子
スケジュール記憶領域２０５に記憶される。（手順８）子スケジュール記憶領域２０５の全ての子ス
ケジュールを部分スケジュール記憶領域２０１に加え
る。ただし全ての子スケジュールのうち、部分スケジュ
ール記憶領域２０１あるいは展開済みスケジュール記憶
領域２０３に同じスケジュールが存在するものは部分ス
ケジュール記憶領域２０１に加えない。（手順９）部分スケジュール記憶領域２０１内の全ての
部分スケジュールをその評価値の順に並べる。（手順１０）子スケジュール記憶領域２０５に記憶され
ている全ての子スケジュールを削除して手順２に戻る。なお、上記一連の手順においては、手順４が省略され、
展開済みスケジュール記憶領域２０３が使用されない構
成もある。

【００５０】［利用確認］既に述べた［乗合車両運行ス
ケジューリングシステムの基本的な動作手順（図２の手
順１〜１０）］の手順５においては、得られた解スケジ
ュールに基づいて各客の利用要求発生端末１０７に対
し、予定乗車時刻、予定降車時刻、料金、割当て車両等
を提示する。提示される情報は、一組のみならず複数
（選択肢）の場合がある。利用要求発生端末１０７にお
ける画面表示例を図７に示す。図７に示される画面にお
いて、各客は提示されたサービスの内容を受け付けるか
否かを決定する。サービスを利用する場合には「確認」
のボタンを押す。提示されたサービスの内容を利用しな
い場合には「キャンセル」のボタンを押す。

【００５１】［タイムウインドウ条件の付加］最適スケ
ジュールの探索効率を高めるために、タイムウインドウ
を設定しても良い。各客の利用要求に対して設定される
タイムウインドウの条件とは次の通りである。許容できる最も早い乗車時刻：eariest_time_Ｏ_i(< dem
and_time_Ｏ_i）許容できる最も遅い乗車時刻：latest_time_Ｏ_i(> dema
nd_time_Ｏ_i）許容できる最も早い降車時刻：eariest_time_Ｄ_i(< dem
and_time_Ｄ_i）許容できる最も遅い降車時刻：latest_time_Ｄ_i(> dema
nd_time_Ｄ_i）あるスケジュールにおいて、ある客の乗車時刻もしくは
降車時刻が、これらの時刻によって決まる許容できる乗
車時刻範囲あるいは許容できる降車時刻範囲を超える場
合、そのスケジュールは破棄される。これにより子スケ
ジュール展開の回数が少なくなり探索効率を向上でき
る。これについての詳細は、参考文献（Y.Dumas,“The
pickup and delivery problem with time windows”,Eu
ropean Journal of Operational Research 54(1991)7-2
2)）に述べられている。なお、全ての客がこれらの４つ
の時刻の全てを指定するとは限らないので、これら時刻
の設定はサービス提供側が自動的に行うことを前提とす
るが、客からの指定があった場合はこれを受け付けるよ
うに構成することが好ましい。

【００５２】［子スケジュールの展開・評価値計算の詳
細］次に、上述した［最適スケジュール作成の詳細な手
順（図６の手順１〜１０）］の手順７を、図８を参照し
ながら詳細に説明する。

【００５３】最適スケジュール探索手順（図６の手順１
〜１０）において、根スケジュールＳから始まって幾サ
イクルが経過したとする。その時の最適スケジュール探
索の手順３における部分スケジュール記憶領域２０１の
先頭に記憶された部分スケジュールをＡとする。このと
き、部分スケジュールＡの子スケジュールは次のように
展開される。

【００５４】部分スケジュールＡにおいて、乗合車両ｋ
の現在地点がＶ_k（巡回列の最後尾地点）であるとする
と、次の可能な訪問地点は、未乗車の客の乗車地点と乗
合車両ｋの乗客の降車地点である。

【００５５】未乗車の客の乗車地点がＰ個、乗合車両ｋ
に乗車中の客の降車地点がＱ_k個あるとする。この中の
一地点に一台の乗合車両ｋを移動させた状態が部分スケ
ジュールＡの子スケジュールの一つとなる。乗合車両ｋ
に関しては部分スケジュールＡの子スケジュールはＰ＋
Ｑ_k個ある。ただし、乗合車両ｋが満員の場合、乗合車
両ｋは未乗車の客を乗車させることが出来ないので、次
の可能な訪問地点は乗車中の客の降車地点のみでＱ_k個
所であり、乗合車両ｋに関する部分スケジュールＡの子
スケジュールはＱ_k個である。部分スケジュールＡにお
いてＫ台の乗合車両のうちのどれもが満員でない場合、
部分スケジュールＡの子スケジュールの数は次のように
表される。

【００５６】

【数１】

【００５７】最適スケジュール探索手順（図６の手順１
〜１０）に示したとおり、子スケジュールを評価値の順
に部分スケジュール記憶領域２０１に追加する。なお、
実際にはタイムウインドウにより展開可能な子スケジュ
ールの数は削減される場合もある。

【００５８】次に、展開により得られた子スケジュール
の評価値の計算を詳細に説明する。

【００５９】Ａ^*探索において、スケジュールＡの評価
値は、根スケジュールＳからスケジュールＡまでの最小
コストと、スケジュールＡから解スケジュール（最適
解）までの推定コストとの和である。ただし推定コスト
はスケジュールＡから解スケジュールまでの最適コスト
以下である必要がある。例えば本実施形態では、かかる
コストを全客の乗車・降車遅れ時間の関数とする。な
お、評価値として最小コストのみ用いる場合は幅優先探
索となり、推定コストのみ用いる場合は最良優先探索と
なる。

【００６０】Ｋ台の乗合車両の内のいずれか一台が客ｉ
の送迎を行う。その乗合車両の、部分スケジュールもし
くは可能スケジュール上での、乗車地点Ｏ_iへの到着時
刻と降車地点Ｄ_iへの到着時刻をそれぞれ、乗車到着時刻：arrive_time_Ｏ_i、降車到着時刻：arriv
e_time_Ｄ_i とする。部分スケジュールにおいては、未乗車または未
降車の客が存在するが、乗合車両が客ｉの乗車地点ある
いは降車地点に未訪問の場合には乗車・降車到着時刻は
推定値として与えられる。これらと希望乗車時刻・降車
時刻により、乗車遅れ時間：delay_Ｏ_i=arrive_time_Ｏ
_i−demand_time_Ｏ_i 乗車遅れ時間：delay_Ｄ_i=arrive_time_Ｄ_i−demand_ti
me_Ｄ_i となる。ここで、あるスケジュールＡの評価値ｆは、

【数２】

【００６１】である。なお、上記関数ｆ１、ｆ２は、乗
客ごとに設定することも可能である。

【００６２】以下、スケジュールＡの一つの子スケジュ
ールを展開し、その子スケジュールの評価値を計算する
手順の一例を示す。スケジュールＡにおいて、各乗客車
両ｋについて現在位置がノードＶ_k（乗合車両kの巡回列
の最後尾地点）であって、現在時刻はｔ_kであるとす
る。なお、スケジュールＡにおいて、現在時刻は乗合車
両毎にそれぞれ異なることに注意する。またスケジュー
ルＡにおいて、各客は、１）乗降車ずみ、２）乗車中、
３）未乗車のいずれかである。

【００６３】スケジュールＡの子スケジュールは、上述
したように、スケジュールＡにおいて、ある一台の乗合
車両の巡回列の最後尾に、次に訪問可能な地点を追加す
ることで得られる。

【００６４】スケジュールＡにおいて、乗合車両ｋが現
在位置Ｖ_kから訪問可能なある地点をＶ^〜 _kとし、乗合車
両ｋの巡回列にＶ^〜 _kを追加して得られる子スケジュー
ルをＡ_childとする。乗合車両ｋの現在位置・時刻およ
び全客の乗車・降車到着時刻を更新し、Ａ_childの評価
値を計算する手順は以下の通りである。

【００６５】［子スケジュールの展開・評価値計算の手
順１〜７］（手順１）乗合車両の現在位置の更新Ａ_childにおいて、乗合車両ｋの巡回列の最後尾にＶ^〜
_kを追加する。乗合車両ｋの現在位置はＶ_k→Ｖ^〜 _kに更
新される。

【００６６】（手順２）現在時刻の更新手順１で更新された現在時刻Ｖ^〜 _kに基づき、次のよう
に乗合車両ｋの現在時刻ｔ_kを更新する。訪問可能な地
点Ｖ^〜 _kは、上述したように未乗車の客の乗車地点か、
あるいは車両ｋに乗車中の客の降車地点であるので、次
のＩまたはＩＩに場合分けを行う。Ｉ．Ｖ^〜 _k：未乗車の客ｉの乗車地点Ｏ_iの場合ｔ_k＝max{t_k + Δt(Ｖ_ｋ，Ｖ^〜 _k），demand_time_Ｏ_i} （タイムウインドウを設定している場合、ｔ_k＝max{t_k + Δt(Ｖ_ｋ，Ｖ^〜 _k)，eariest_time_
Ｏ_i}）ＩＩ．Ｖ^〜 _k：乗車中の客ｊの降車地点Ｄ_jの場合ｔ_k＝ｔ_k＋Δｔ(Ｖ_ｋ，Ｖ^〜 _k）ただし、Δｔ(Ｖ_ｋ，Ｖ^〜 _k）：Ｖ_kからＶ^〜 _kへの移動所
要時間。

【００６７】Ｉは乗合車両ｋが客ｉの希望乗車時刻dema
nd_time_Ｏ_i（タイムウインドウを設定している場合ear
iest_time_Ｏ_i）よりも早く到着した場合、乗合車両は
客の乗車地点で待機することを表している。一方、ＩＩ
は希望降車時刻よりも早く到着した場合、降車到着時刻
で客を降車させることを表している。

【００６８】（手順３）訪問地点（Ｖ^〜 _k）の客の実績
乗車・降車到着時刻の更新上記手順２のＩの場合は客ｉの乗車到着時刻が更新さ
れ、ＩＩの場合は客ｊの降車到着時刻が次のように更新
され、推定値から実績値となる。すなわち、手順２で更
新したｔ_kを用いて、Ｉの場合はarrive_time_Ｏ_i＝ｔ_k ＩＩの場合はarrive_time_Ｄ_j＝ｔ_k と表される。

【００６９】（手順４）乗車中の客の降車到着時刻（推
定値）更新上記のとおり乗合車両ｋの現在位置がＶ_k→Ｖ^〜 _kと変化
したので、Ａ_childにおいて乗合車両ｋに乗車中の全て
の客（手順２のＩの場合の客ｉを含む）の推定降車到着
時刻を次のように更新する。乗合車両ｋに乗車中の各客ｑの推定降車到着時刻を更新 arrive_time_Ｏ_q＝ｔ_k＋Δｔ（Ｖ^〜 _k，Ｄ_q）ただし、（Δｔ（Ｖ^〜 _k，Ｄ_q）：乗合車両ｋの現在位置
Ｖ^〜 _kから客ｑの降車地点Ｄ_qへの移動所要時間）なお、他の乗合車両は位置・時刻ともに変化していない
ので、他の乗合車両に乗車中の客の推定降車時刻は更新
を行わない。

【００７０】（手順５）未乗車の客の乗車・降車到着時
刻（推定値）を更新Ａ_childにおいて、未乗車の全ての客の乗車・降車到着
時刻（推定値）を次のように更新する。未乗車の各客ｐの乗車・降車到着時刻（推定値）の更新各乗合車両ｊの現在位置・時刻をＶ_j，ｔ_jとする。乗車
・降車到着時刻（推定値）は、 arrive_time_Ｏ_p＝max{demand_time_Ｏ_p，min_j{t_j＋Δt
(Ｖ_j,Ｏ_p)} （タイムウインドウを設定している場合、 arrive_time_Ｏ_p＝max{eariest_time_Ｏ_p，min_j{t_j＋Δ
t(Ｖ_j,Ｏ_p)}}） arrive_time_Ｄ_p＝arrive_time_Ｏ_p＋Δt(Ｏ_p,Ｄ_p) （arrive_time_Ｏ_p：上で更新したもの）これは、乗合車両ｋがＶ^〜 _kに移動したＡ_childの状態
で、未乗車の各客から見て最も早く自分の乗車地点に到
着する乗合車両ｊを求め、乗車・降車到着時刻を推定す
ることを意味する。

【００７１】（手順６）タイムウインドウの上限のチェ
ックタイムウインドウを設定している場合、上記のように求
めた乗車・降車到着時刻（推定値）のなかでタイムウイ
ンドウの条件を満たさないものがある場合は、この子ス
ケジュールＡ_childを子スケジュール記憶領域２０５か
ら削除する。ただし、タイムウインドウが設定されない
場合はこの手順を省略してもよい。

【００７２】（手順７）評価値の計算上記のとおり更新した全客の乗車・降車時刻（推定値も
しくは実績値）と希望乗車・降車時刻とにより、上式
（１）に従ってＡ_childの評価値を計算する。なお、上
式（１）におけるｆ１、ｆ２によれば、希望乗車・降車
時刻より早く到着しても、乗車・降車遅れ時間の評価値
は負の値をとらず０と計算される。

【００７３】スケジュールＡの全ての子スケジュールに
ついて、上記の手順にしたがって評価値を計算し、最適
スケジュール探索手順に示したように評価値の降順に部
分スケジュール記憶領域２０１に加える。同様の展開を
繰り返すことにより解スケジュールを探索する。なお、
探索方法としてはＡ*探索を用いることとして説明した
が、これ以外にＡ探索、最良優先探索、幅優先探索、深
さ優先探索を用いても良い。また、巡回列の最後尾では
なく途中に、訪問未割当て地点を挿入する方法も有り得
る。さらに、推定値の演算方法としてより精度の高い方
法が適用される場合もある。推定値として実際の評価値
を上回る近似的な値を用いることで探索の高速化を行う
場合が有り、この場合は上に述べたＡ探索となる。近似
的な推定値を求める方法は、過去の実績データから車両
の位置、未処理の利用要求、時刻と推定値の関係を同定
し、ルックアップテーブルとして利用する方法などが有
りうる。

【００７４】［新規客受付・車両運行スケジュール作成
通知の手順１〜７］ある作成済みスケジュールに従った
乗合車両運行中に、新規客の利用要求を受け付けるとと
もに、以下に述べる手順に従って乗合車両運行スケジュ
ールを再作成し、通知するように構成しても良い。

【００７５】（手順１）例えば、ある車両運行スケジュ
ールＳ１に従って乗合車両が運行中であると仮定する。（手順２）新規に発生した利用要求を受け付ける。その
受付時刻をｔとする。（手順３）各車両ｋについての、Ｓ１における時刻ｔ以
降で最初の通過地点もしくは訪問地点をＰ_kとし、Ｐ_kへ
の到達予定時刻もしくはＰ_kからの出発予定時刻をｔ_kと
する。（手順４）根スケジュールＳ（各車両kの初期状態：位
置Ｐ_k、時刻ｔ_k）を作成する。降車が完了していない各客（の状態）は例えば次の
（１）〜（３）のように分類される。（１）元のスケジュールＳ１において、各車両kが時刻
ｔ_kに地点Ｐ_kまでスケジュールを消化した段階で、元の
スケジュールＳ１上の車両kに割り当てられた客であっ
て、乗車済みで未降車の客（２）元のスケジュールＳ１上の車両kに割り当てられ
た客であって時刻ｔ_kにおいて未乗車の客（３）新規に利用要求した未乗車の客このような（１）〜（３）の状態の客をスケジューリン
グの対象とし、根スケジュールＳを設定する。（手順５）根スケジュールＳから始め、最適スケジュー
ル探索の手順（図３の手順１〜４）によって解スケジュ
ールの検索を行う。（手順６）新たに得られた解スケジュールの内容を少な
くとも上記（３）の各に通知する。（手順７）上記通知内容への各客からの回答内容に基づ
き、各乗合車両の運行スケジュールに変更がある場合は
当該乗合車両に新しい運行スケジュールを通知し、手順
１に戻る。なお、上記（１）および（２）の客に対し、タイムウイ
ンドウの条件として、新たに得られる解スケジュールに
おいて（１）の客の降車時刻および（２）の客の乗車時
刻と降車時刻とが、元のスケジュールＳ１から一定時間
以上遅れないような条件を設定することも可能である。

【００７６】あるいは、評価値の計算において、各客に
対応する項に係数を付加するなどして重み付けを行い、
（１）および（２）の客の遅れ時間が（３）の客の遅れ
時間よりも大きく評価されるような調整を行ってもよ
い。

【００７７】また、上記（手順２）において、新規客を
受け付けた段階で以下（ａ）〜（ｄ）の条件を満たす車
両kが存在する場合、その車両kを、新たに探索をせず新
規客に割り当てるようにしても良い。（ａ）スケジュールＳ１において新規客の乗車地点と降
車地点の両方を訪れる車両であること（ｂ）新規客の乗車地点での出発時刻（新規客の希望乗
車時刻よりも遅いスケジュールＳ１における車両kの上
記乗車地点での出発時刻）が、新規客の希望乗車時刻か
らの遅れの許容範囲内であること（ｃ）スケジュールＳ１における車両kの上記降車地点
への到達時刻が、新規客の希望降車時刻からの遅れの許
容範囲内であること（ｄ）車両kの上記乗車地点と降車地点の経路上におい
て新規客の乗客数を追加しても乗員数が制限内であるこ
とこれら４つの条件を満たす場合は、新規客に当該車両k
を割り当て、新規客にのみ乗車時刻と降車時刻等を連絡
する。乗合車両の経路に変更はない。好ましい実施形態
では、先ず、このような車両kの存在有無を調べたの
ち、上記手順によるスケジュールの再作成（再スケジュ
ーリング）を行う。

【００７８】［スケジューリングの具体例］次に、Ａ^*
探索を用いたスケジューリングの具体例を説明する。こ
こでは、例えば客を３人（客１、客２、客３）とし、乗
合車両を２台（乗合車両１、乗合車両２）とし、図９に
示す格子状の道路ネットワークが与えられている場合を
想定したスケジューリングの具体例を説明する。

【００７９】図９に黒点によって示すように、ノード数
は９個（ノード０〜ノード８）である。各隣接ノード間
の移動所要時間は乗合車両１、乗合車両２ともに１０と
する。乗合車両１、乗合車両２は時刻０において、それ
ぞれノード１（Ｂ１）、ノード２（Ｂ２）にいるものと
する。３人の客はそれぞれ乗車地点、降車地点および希
望乗車時刻を指定したものとする。その指定内容を図１
０に示す。また、客ｉの乗車地点、降車地点をそれぞれ
Ｏ_i、Ｄ_iとして図９に示す。ただし、客ｉの希望降車時
刻demand_time_Ｄ_iを demand_time_Ｄ_i＝demand_time_Ｏ_i＋Δt(Ｏ_i，Ｄ_i) （Δt(Ｏ_i，Ｄ_i)；Ｏ_i，Ｄ_i間の最短移動所要時間）と
設定して図１０に示してある。

【００８０】また、希望乗車時刻、希望降車時刻をそれ
ぞれ図９中のＯ_i，Ｄ_iに続く（）内に示してある。ま
た、ここでは上述したタイムウインドウの設定を行うこ
ととする。すなわち全客について、 latest_time_Ｏ_i＝demand_time_Ｏ_i＋２０ latest_time_Ｄ_i＝demand_time_Ｄ_i＋２０が設定される。これより、Ｂ２→Ｏ２、Ｏ１→Ｏ３、Ｏ
２→Ｏ３、Ｏ２→Ｏ１、Ｏ３→Ｏ１、Ｏ３→Ｏ２などの
部分巡回列をもつスケジュールは客からは受け付けられ
ない。例えば、Ｂ２→Ｏ２では、乗合車両２がＢ２（ノ
ード２）を時刻０に出発して最短経路でＯ２（ノード
６）に向かっても到着時刻は４０となり、客２の希望乗
車時刻２０から時間２０ほど遅れるからである。またＯ
１→Ｏ３の場合、Ｏ１の希望乗車時刻は５であるからど
の乗合車両を用いてもＯ１への到着時刻は５より早くな
り得ないが、時刻５にＯ１を出発して最短経路でＯ３に
向かっても到着時刻は３５となり、客３の希望乗車時刻
１０から時間２５ほど遅れるからである。最適ルートの
探索において、このような巡回列を持つスケジュールが
展開されないよう、これらの部分巡回列をタイムウイン
ドウ条件記憶領域（図示しない）に記憶しておく。

【００８１】上記の設定のもとで、最適な乗合車両運行
スケジュールを探索する。乗合車両１、乗合車両２がそ
れぞれＢ１、Ｂ２に居る図９の状態が根スケジュールに
対応する。以下、根スケジュールからＡ^*探索を用いて
解スケジュールを得るまでの手順の一部を説明する。

【００８２】Ｉ．訪問可能な地点と子スケジュール根スケジュールを部分スケジュール記憶領域２０１から
取り出す。取り出した根スケジュールは、部分スケジュ
ール記憶領域２０１から削除しておく。そして根スケジ
ュールの全ての子スケジュールを展開する。根スケジュ
ールの状態において、乗合車両１、乗合車両２はともに
どの客も乗車させていないから、乗合車両１の次に訪問
可能な地点は、客１、客２、客３の乗車地点である。乗
合車両２については、タイムウインドウの条件によりＢ
２→Ｏ２の展開は不可なので、次に訪問可能な地点は客
１、客３の乗車地点である。子スケジュールは親スケジ
ュールの状態において、ある一台の乗合車両を次に訪問
可能な地点に移動させたものであるから、根スケジュー
ルの子スケジュールは５個ある。

【００８３】ＩＩ．時刻の更新と評価値の計算上で得られた子スケジュールの内、根スケジュールの乗
合車両１を客１の乗車地点Ｏ１（ノード０）に移動させ
たものをスケジュール１とする。スケジュール１におけ
る各乗合車両の巡回列、各客の乗車・降車時刻、乗車・
降車遅れ時間、乗車乗合車両およびスケジュール１の評
価値を図１１（ａ）〜（ｃ）に示す。

【００８４】図１１（ａ）の各乗合車両の巡回列に示す
ように、乗合車両１の巡回列にＯ１が追加されている。
その（）内にはＯ１への到着時刻が記してある。乗合
車両１は時刻０にＢ１を出発し、最短経路でＯ１（ノー
ド０）に到達し、その到達時刻は１０である。またスケ
ジュール１において、乗合車両２はＢ２に居て乗合車両
２の時刻は０のままである。

【００８５】各客の乗車・降車時刻は次のようになる。
まず、客１の乗車・降車時刻は次のようになる。乗車時
刻（arrive_time_Ｏ１）：実績として乗合車両１が時刻
１０にＯ１に到達しているのでarrive_time_Ｏ１は１０
である。降車時刻（arrive_time_Ｄ１）：乗合車両がＯ
１から最短経路でＤ１に向かうと、arrive_time_Ｄ１＝
１０＋１０＝２０と推定される。

【００８６】次に、客２の乗車・降車時刻は次のように
なる。乗車時刻（arrive_time_Ｏ２）：乗合車両１がＯ
１から最短経路でＯ２に向かうと、Ｏ２への到達時刻は
３０と推定される。一方、乗合車両２がＢ２から最短経
路でＯ２に向かうと、Ｏ２への到達時刻は４０と推定さ
れる。したがって、スケジュール１で最も早くＯ２に到
達可能な乗合車両は乗合車両１であり到達時刻は３０で
ある。したがってarrive_time_Ｏ２＝３０である。降車
時刻（arrive_time_Ｄ２）：上記推定をもとに、さらに
乗合車両１がＯ２から最短経路でＤ２に向かうと、arri
ve_time_Ｄ２＝３０＋１０＝４０と推定される。

【００８７】そして、客３の乗車・降車時刻は次のよう
になる。乗車時刻（arrive_time_Ｏ３）：客２の乗車時
刻と同様に乗車時刻の推定を行うと、乗車乗合車両は乗
合車両２であり、その到達時刻は１０と推定される。し
たがってarrive_time_Ｄ３＝１０である。降車時刻（ar
rive_time_Ｄ３）：上記推定のもと、さらに乗合車両２
がＯ３から最短経路でＤ３に向かうと、arrive_time_Ｄ
３＝１０＋１０＝２０と推定される。

【００８８】これらを図１１（ｂ）に示す。実際に乗合
車両が到着している場合は「実績」、そうでない場合は
「推定」の欄に乗車・降車時刻が記されている。

【００８９】各客の乗車・降車時刻の実績値もしくは推
定値が決定されると、それらと各客の希望乗車・降車時
刻より乗車・降車遅れ時刻が計算される。これらも同様
に図１１（ｂ）に示す。これよりスケジュール１の評価
値が計算される。「評価値＝全客の乗車・降車遅れ時間
の和」とすると、スケジュール１の評価値は３０となる
（図１１（ｃ））。根スケジュールの子スケジュール
は、スケジュール１の他に乗合車両１をＯ２に移動させ
たもの、Ｏ３に移動させたもの、乗合車両２をＯ１に移
動させたもの、およびＯ３に移動させたものがあり計５
個ある。乗合車両１をＯ２、Ｏ３にそれぞれ移動させた
子スケジュールの内容を図１２（ａ）〜（ｃ）、図１３
（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ示す。

【００９０】図１３（ｂ）に示すように、乗合車両１を
Ｏ３に移動させたものについては、客２の乗車遅れ時間
の推定値と降車遅れ時間の推定値がともに２０である。
遅れ時間の実績値はその推定値よりも小さくならないの
で、このスケジュールの展開を行っても、得られるスケ
ジュールはタイムウインドウの条件を満たさない。そこ
で図１３のスケジュールはこの時点で削除し、部分スケ
ジュール記憶領域２０１に追加しないこととする。

【００９１】根スケジュールの子スケジュールは、乗合
車両１をＯ１に移動させたもの（スケジュール１、評価
値；３０）、乗合車両１をＯ２に移動させたもの（スケ
ジュール２、評価値；５０）、乗合車両２をＯ１に移動
させたもの（スケジュール３、評価値；７０）、乗合車
両２をＯ３に移動させたもの（スケジュール４、評価
値；３０）の４個が得られる。

【００９２】４個の子スケジュールを部分スケジュール
記憶領域２０１に記憶し、部分スケジュール記憶領域２
０１内の全スケジュールを先頭から評価値の小さい順に
並べる。

【００９３】上の４個の子スケジュールの中で、スケジ
ュール１とスケジュール４の評価値がともに３０で等し
いが、評価値が等しい場合は先に展開されたものを部分
スケジュール記憶領域２０１の先頭側に記憶する。この
場合、スケジュール１が先頭に、スケジュール４がその
次に記憶される。この時の部分スケジュール記憶領域２
０１の内容を図１６（サイクル＜１＞）に示す。スケジ
ュール名とそれに続く（）の中にその評価値を示して
いる。次のサイクルではスケジュール１が次の親スケジ
ュールとなり展開される。スケジュール１の子スケジュ
ールの展開を以下に述べる。

【００９４】スケジュール１において、乗合車両１の次
に訪問可能な地点は、乗車中の客１の降車地点Ｄ１、未
乗車の客２の乗車地点Ｏ２と未乗車の客３の乗車地点Ｏ
３である。またスケジュール１では乗合車両２には誰も
乗車していないので乗合車両２が次に訪問可能な地点は
未乗車の客２の乗車地点Ｏ２と未乗車の客３の乗車地点
Ｏ３である。

【００９５】これらのうち、タイムウインドウの条件を
満たすものは乗合車両１を客１の降車地点Ｄ１に移動さ
せたもの（スケジュール１−１、図１４、評価値；３
０）と乗合車両２を客３の乗車地点に移動させたもの
（スケジュール１−２、図１５、評価値３０）の２個で
ある。これらが部分スケジュール記憶領域２０１に記憶
される。

【００９６】この時の部分スケジュール記憶領域２０１
の状態を図１６のサイクル＜２＞に示す。以降、同様に
展開を行って解スケジュールを得る。展開の様子を木構
造によって図１７に示す。同図に示される＜１＞〜＜１
５＞は、部分スケジュール記憶領域２０１から親スケジ
ュールを取り出し、展開を行い、子スケジュールを部分
スケジュール記憶領域２０１に追加するという最適スケ
ジュール探索方法（図６の手順１〜１０）のサイクルの
回数である。図１７には、それぞれのサイクルにおいて
展開され、部分スケジュール記憶領域２０１に記憶され
た子スケジュールが示されている。図１７から分かるよ
うに、１５サイクルで最適スケジュール（解スケジュー
ル）が得られている。

【００９７】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れず種々変形して実施可能である。

【００９８】上述した実施形態には種々の段階の発明が
含まれており、開示される複数の構成要件における適宜
な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例え
ば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要
件が削除されてもよい。

【００９９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ネットワークを介して受け付けた利用予約に対し最適な
車両運行スケジュールをオンデマンドで作成する乗合車
両運行スケジューリングシステムを提供でき、乗合型の
車両運行サービスを支援できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係り、乗合車両による公
共交通システムに適用された乗合車両運行スケジューリ
ングシステムの構成を示すブロック図

【図２】実施形態に係る乗合車両運行スケジューリング
システムの基本的な動作手順を示すフローチャート

【図３】実施形態に係る最適スケジュール探索の手順を
示すフローチャート

【図４】実施形態に係る利用予約（要求）を行う際の利
用要求発生端末の画面表示例を示す図

【図５】実施形態に係るＡ^*探索法を実現するシステム
の構成を示すブロック図

【図６】図５の探索システムにより根スケジュールから
解スケジュールを求めるまで手順を示すフローチャート

【図７】実施形態に係り、利用（予約）確認の際の画面
表示例を示す図

【図８】実施形態に係り、最適スケジュール作成の詳細
な手順を説明するための図

【図９】実施形態に係る格子状の道路ネットワークを示
す図

【図１０】実施形態に係る３人の客それぞれの乗車地
点、降車地点および希望乗車時刻の指定内容を示す図

【図１１】実施形態に係るスケジュール１における各乗
合車両の巡回列、各客の乗車・降車時刻、乗車・降車遅
れ時間、乗車乗合車両および評価値をそれぞれ示す図

【図１２】実施形態に係る乗合車両１をＯ２に移動させ
た際の子スケジュール２を示す図

【図１３】実施形態に係るタイムウインドウ（ＴＷ）違
反の子スケジュールを示す図

【図１４】実施形態に係る子スケジュール１−１を示す
図

【図１５】実施形態に係る子スケジュール１−２を示す
図

【図１６】実施形態に係り、サイクル毎の部分スケジュ
ール記憶領域の記憶内容を示す図

【図１７】実施形態に係る解スケジュールを得る際の展
開の様子を木構造によって示す図

【符号の説明】

１０１…道路ネットワーク情報取得手段１０２…道路ネットワーク情報処理手段１０３…道路ネットワーク情報記憶手段１０４…乗合車両搭載端末１０５…乗合車両情報取得手段１０６…乗合車両情報モニタ１０７…利用要求発生端末１０８…利用要求受付手段１０９…客情報記憶手段１１０…解スケジュール記憶領域１１１…客スケジュール提示・回答受付手段１１２…客スケジュール通知手段１１３…乗合車両スケジュール通知手段１１４…道路ネットワーク情報提供者１１５，１１６，１１７…公衆回線または専用回線２００…最適スケジュール作成手段２０１…部分スケジュール記憶領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田中俊明神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内Ｆターム(参考） 5B049 BB32 CC32 CC40 DD01 EE01 EE31 EE59 FF03 FF04 GG04 GG07 GG09 5H180 AA06 AA16 BB05 BB15 EE02 EE05 EE06 FF18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】利用者端末からの利用要求をネットワー
クを介して受け付ける利用要求受付手段と、前記利用要求受付手段が受け付けた利用要求を記憶する
記憶手段と、運行可能な乗合車両の車両情報をネットワークを介して
取得する乗合車両情報取得手段と、前記運行可能な各乗合車両が現在時刻以降に訪問する地
点、訪問予定時刻、および出発予定時刻を示す最適な乗
合車両運行スケジュールを前記記憶手段に記憶された利
用要求および前記乗合車両情報取得手段により取得され
た車両情報に基づいて作成する最適スケジュール作成手
段と、前記最適スケジュール作成手段により作成された乗合車
両運行スケジュールに基づいて、前記利用要求への応答
として少なくとも乗車予定時刻及び降車予定時刻の選択
肢をネットワークを介して前記利用者端末に提示し、該
提示された選択肢のいずれかについて利用予約を行うか
否かの回答を当該利用者端末から受け付ける客スケジュ
ール提示・回答受付手段と、前記客スケジュール提示・回答受付手段が受け付けた利
用予約の回答に応じて、該利用予約の完了の旨および該
利用予約によって割り当てられた乗合車両の識別情報を
ネットワークを介して前記利用者端末に通知する利用者
スケジュール通知手段と、前記予約の完了に応じて、前記最適スケジュール作成手
段により作成された乗合車両運行スケジュールを、該当
する乗合車両に通知する乗合車両スケジュール通知手段
と、を具備することを特徴とする乗合車両運行スケジュ
ーリングシステム。
【請求項２】前記利用要求は、少なくとも希望乗車地
点および希望降車地点と、希望乗車時刻、希望降車時
刻、希望乗車時間帯、希望降車時間帯、現在時刻から乗
車までに要する上限時間、または現在時刻から降車まで
に要する上限時間の少なくともいずれかを示す情報と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の乗合車両運行
スケジューリングシステム。
【請求項３】前記最適スケジュール作成手段は、前記利用要求が行われたが前記予約は未完了の利用者の
希望乗車地点及び希望降車地点と、希望乗車時刻、希望
降車時刻、乗車希望時間帯、降車希望時間帯、現在時刻
から乗車までに要する上限時間、または現在時刻から降
車までに要する上限時間の少なくともいずれかと、前記予約は完了したが未乗車の利用者に割り当てられた
乗車車両の識別情報、希望乗車地点、希望降車地点、乗
車希望時刻及び降車通知時刻と、乗車済みであるが未降車の利用者に割り当てられた乗合
車両の識別情報及び希望降車地点及び降車通知時刻と、事前に取得された道路ネットワーク情報と、前記乗合車両情報取得手段により取得された車両情報に
含まれる稼働可能な乗合車両の現在位置、稼働可能時間
帯、及び訪問可能エリアを示す情報と、を入力とし、前記運行可能な乗合車両が現在以降に訪問する地点、訪
問予定時刻、および出発予定時刻を示す最適な乗合車両
運行スケジュールを作成することを特徴とする請求項１
に記載の乗合車両運行スケジューリングシステム。
【請求項４】利用者端末からの利用要求をネットワー
クを介して受け付け、運行可能な各乗合車両が現在以降
に訪問する地点、訪問予定時刻、および出発予定時刻を
示す最適な乗合車両運行スケジュールを前記利用要求に
応じて作成する乗合車両運行スケジュールの作成方法で
あって、前記運行可能な乗合車両が訪問すべき地点のうちの一部
についての運行スケジュールを部分スケジュールとして
作成し、前記作成された部分スケジュールを記憶領域に記憶し、評価値が最も良い部分スケジュールを親スケジュールに
決定し、前記親スケジュールに決定された部分スケジュールを前
記記憶領域から削除し、前記親スケジュールにおける乗合車両の巡回列に未割当
ての訪問地点を追加することで子スケジュールを作成
し、前記作成された子スケジュールの評価値を算出するとと
もに該子スケジュールを前記記憶領域に記憶し、以上のステップを繰り返すことにより、訪問すべき地点
を全て含み、かつ前記評価値が最も良い部分スケジュー
ルを最適な乗合車両運行スケジュールとする乗合車両運
行スケジュールの作成方法。
【請求項５】前記未割当ての訪問地点を前記部分スケ
ジュールのいずれの乗合車両の巡回列にも含まれない地
点とし、前記評価値を、各乗合車両の巡回列上の地点に関する評
価値と、前記未割当ての訪問地点に関する評価値の推定
値と、を入力とする関数に従って算出することを特徴と
する請求項４に記載の乗合車両運行スケジュールの作成
方法。
【請求項６】前記乗合車両のいずれかの巡回列に含ま
れる地点について該巡回列上の訪問時刻の、乗客の希望
訪問時刻若しくは乗客に通知した予定訪問時刻からの遅
れ時間と、前記未割当ての訪問地点について推定により
求めた遅れ時間と、を入力として当該スケジュールの評
価値を算出することを特徴とする請求項４又は５に記載
の乗合車両運行スケジュールの作成方法。