JP2003191846A - 運転整理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】運転整理時にダイヤを直感的に変更操作できる
運転整理装置を提供すること。 【解決手段】列車の位置と時刻の関係を表す複数の列車
ダイヤを表示する手段と，これら列車ダイヤを変更する
手段を備えた運転整理装置において、列車ダイヤ上の所
定の点にマークを表示する手段と，前記マークをポイン
ティングデバイスにより指示し、このダイヤを移動する
手段とを備えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】列車の運行が乱れた際の運転整理
を正確且つ迅速に行うことを支援する運転整理装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】交通システムにおける運行において、計
画には無いことが発生したために、当初の運行計画を変
更しなければならなくなることが多い。このことは、事
故や故障といったことだけでなく、雨や風といった天候
も原因となることがある。このような交通システム稼働
中に行う運転計画の変更を運転整理という。

【０００３】交通システムのうち、特に鉄道は定時性に
対する利用者の信頼が高い。運転整理を実施する場合、
列車は計画ダイヤに従って運行されるものと信じている
利用者に極力混乱を与えないようにすることが求められ
る。そのため、変更を最小限に押さえる一方で、変更内
容を迅速に決定し、実施に移していく手段が必要であ
る。

【０００４】交通システムで用いる運行計画グラフ（ダ
イヤ図）は、一見単純な線図であり、世の中に既に普及
しているドローイングツールを用いれば簡単に作画修正
が可能であるように見える。既にドローイングツールで
はコンピュータシステムのアプリケーション・ソフトウ
ェアのなかでは、操作性に優れているとして評価が高い
ものが数多く存在しており、図形をマウスでつまんで変
形や移動や消去ができるのは、一般的な技術となってい
る。

【０００５】しかし、ドローイングにおいては描画内容
の意味的つながりは図面を作成している者だけが把握し
ているものであり、図面を構成する個々の作図データ
は、相互の関連を持たない。しかし、ダイヤ図上の１本
１本の列車運行を表現する走行線（以下、スジと称す）
は個別に存在しているわけではないため、列車運行のル
ールに基づいた相互関係を持つ線図を、ドローイングツ
ールを用いて矛盾のないようにかつ迅速に描くことは大
変に難しい。

【０００６】ドローイングツールの操作性をめざしてダ
イヤ図をマウスを用いて作成，変更するという試みの一
つとして「札幌市交通局納め列車ダイヤグラム作成支援
システム」（日立評論１９８９−８）がある。これは運
転整理システムではなく計画ダイヤ作成システムの例で
ある。入力操作性向上のためマウスを用い、個々のスジ
の移動，複写，延長，削除等を図形レベルで操作すると
いうものである。操作した内容の妥当性チェックについ
ては、一旦操作を受け付けた後、その操作にエラーがあ
れば示されるという方式である。すなわち、線図の修正
作業と物理的な制約事項の順守チェックとは別の作業と
して時間的に分離して厳密にチェックする。

【０００７】また、運転整理システムの例としては「マ
ンマシン協調運転整理システム」（第３０回「鉄道にお
けるサイバネティクス利用国内シンポジウム論文集」）
がある。「運転支障の発生時には熟練した指令員が運行
状況を把握して、紙の運行ダイヤ上で鉛筆でスジの書き
換えをし、ダイヤ変更を指示する」という現在も行われ
ている運転整理の作業を自動化する提案がなされてい
る。このシステムでは、マウスは時刻，駅，スジを指定
するために使用している。

【０００８】その他、従来例としては東海道・山陽新幹
線向け運転整理システム（三菱電機技報・Ｖol.６８・
Ｎo.１・１９９４）がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】スジの移動等をする場
合、スジ上の適当な点を掴んでそのスジを移動していて
は、指令員が変更したい時刻（駅における列車発車，停
車，通過の時刻）の位置への移動は直接的に指令員の意
志が反映されず困難であった。また、スジ上の点を移動
する際には、指令員が他の列車との関係を考慮して移動
する位置を決めなければならず、試行錯誤しながらのダ
イヤ図の変更ができなかった。

【００１０】本発明の目的はマウス等のポインティング
デバイスによりダイヤの変更操作を容易にすることにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、列車の位置と時刻の関係を表す複数の列車ダイヤを
表示する手段と，これら列車ダイヤを変更する手段を備
えた運転整理装置において、列車ダイヤ上の所定の点に
マークを表示する手段と，前記マークをポインティング
デバイスにより指示し、このダイヤを移動する手段とを
備えたことを特徴とする。

【００１２】更に、列車の位置と時刻の関係を表す複数
の列車ダイヤを表示する手段と，これら列車ダイヤを変
更する手段を備えた運転整理装置において、列車ダイヤ
上の所定の点にマークを表示する手段と，前記マークを
ポインティングデバイスにより指示し、このダイヤを移
動する手段と，ポインティングデバイスで指示された前
記マークの移動可能範囲又は移動禁止範囲を所定ルール
に基づき設定する範囲設定手段と，前記移動可能範囲内
又は前記移動禁止範囲外に前記マークを定める補正手段
とを備えたことを特徴とする。

【００１３】上記列車ダイヤ上の所定の点上のマークを
ポインイングデバイスにより左右に移動することにより
その所定の点が表す地点の発車時刻，停車時刻，通過時
刻等を変更することができる。

【００１４】更に、その列車ダイヤ上の所定の点上のマ
ークは前記範囲設定手段は所定のルールに基づき移動可
能範囲又は移動禁止範囲が決定され、前記補正手段によ
り結果的には所定のルールと矛盾のない位置に前記列車
ダイヤ上の所定の点上のマークが定まる

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を説明す
る。

【００１６】図１は、本発明の概要である。運転整理装
置の全体構成とそこで表記される特徴的な画面のイメー
ジを示す。

【００１７】鉄道は、あらかじめ決められたダイヤ（計
画ダイヤを当日の事情にあわせて調整した当日の実施ダ
イヤ）に従って運行するが、当日運行開始後に変更が必
要なことがあり、そのときのダイヤが運転整理ダイヤ７
である。変更の必要発生していない時点では７は当日の
実施ダイヤと一致している。

【００１８】ダイヤの変更すなわち運転整理ダイヤの作
成は、実際に走行する列車２にて、遅れ等、計画と異な
る実績が上がってきたときに、指令員が、現在の状況や
今後の見通しなどを考慮して必要と判断した場合、実施
される。

【００１９】本実施例においては、運転整理ダイヤ７の
作成は次のような流れとなる。

【００２０】運転整理ダイヤ７をディスプレイ９に表示
する。表示するダイヤは現在時刻１２を境に実績部１０
と予測部１１に別れており、実績部１０には、現在走行
中の多数の列車２の実績が示される。刻々、予測部１１
は実績部１０に置き変わる。指令員は予測部１１に表示
された予測スジ（＝今後の運転計画線）をマウス１で直
接つまんで操作する。たとえば、スジ１３は、そこに設
けた操作用のマーク１４の移動で形状が変更できる。時
間が許される限り任意回、スジの変更案の試行錯誤を経
て極力良い最終案を決定する。

【００２１】ダイヤ変更のためのマウス１の動きは直接
ダイヤ変更部６に取り込むのではなく、取り込む直前に
入力座標の補正３を実行する。これは、ＣＡＤシステム
等図面作成システムにおける入力座標のグリッド格子点
への補正の段階に相当する。但し、ＣＡＤでは、常に補
正するべき位置が決まっている「静的補正」であるのに
対し、入力座標の補正３は、操作された点の周囲にある
スジの状態を見て、操作点がダイヤが満たすべき条件か
ら外れないよう補正する「動的補正」であることが大き
く異なる。すなわち「動的」とは、スジの形状は列車２
からの影響で常に変動しており、適正な補正点の位置は
時間変動するということである。

【００２２】「実績」及び「補正を経たマウス操作」に
よりある時刻でスジ形状に変化があると、それ以降のダ
イヤにも影響が出るはずである。それをシミュレーショ
ンするのが予測シミュレーション５である。入力座標の
補正３及び予測シミュレーション５では、ダイヤが意味
を持つために満たすべきルール４を適用している。入力
座標の補正３及び予測シミュレーション５により、ダイ
ヤは瞬時につじつまの合った状態に更新される。逆に、
瞬時に書き換えるためには、ルール４は、その時採用し
ているマシンが楽に処理できるだけの負荷でなければな
らない。

【００２３】図２ではダイヤスジ上のイベントの存在位
置及び個々のイベントのデータ内容を示す。

【００２４】イベントとは、ダイヤスジ上の特徴的な出
来事をあらわす地点に与える名称とする。具体的には、
列車のスジと駅を示す横線が交差する位置で発生する
「列車の到着」「列車の発車」「列車の通過」を指す
(「発」「着」「通」と略称する)。現在の運行管理にお
いて、運転士に対し運転の指令できるのはこれらのイベ
ントである（運転士にとってみれば各イベントは目標点
であり、それ以外の駅間走行については「どの地点に何
時何分」という定めは無く運転士の力量で調整してい
る。）。したがってダイヤデータとはイベントのデータ
の集合ということになる。現在の運行管理法にあわせ
て、イベントは、「発」「着」「通」とするが、将来、
駅間走行にも管理が導入された場合には、駅間にもイベ
ントを定義できる。

【００２５】なお、ダイヤの画面表示においては、図１
の実績部分１０に属するスジは地点情報が細かく採取で
きるなら、運転士の裁量を反映した曲線となり、予測部
分１１に属するスジはイベントの予定しか情報が無いの
で、駅間は直線となる。

【００２６】本実施例においては、ダイヤスジ（ａ）の
個々のイベントの存在箇所に、１対１に対応づけて、イ
ベントのデータ（ｃ）を持っている。データは概念的に
は（ａ）と表裏一体に（ｂ）のように関係づけられてい
る。すなわち、各イベントデータは、自身の存在位置に
対し、駅方向に見て前後、列車（同一スジ）方向に見て
前後のポインタを持ち縦横のくし刺し構造を成す。これ
が、１イベントの移動によって影響があるイベントを直
ちに探し出す仕掛けである。

【００２７】イベントのデータには、前後のポインタ以
外に ・イベントの発生時刻 ・イベントの発生時刻の拘束性 ・イベントの存在する駅名 ・駅での番線，引き上げ線番号 ・イベントの発生／継続／消滅に関する状態種別 ・列車の進行方向 ・列車番号 ・列車の営業の種類（発車の優先度） ・運用番号 などの属性を持つ。

【００２８】イベントはすべての「発」「着」「通」に
対して与えられており、（ａ）のようにすべてのイベン
トを明示（可視化）することもできる。しかし通常、マ
ウスで操作するイベントは１個ずつであり、操作をかけ
たい対象を、際だたせた方が操作がしやすくなるため、
画面表示の際は図１で示したように、イベントに置く操
作用のマークは、操作対象として選択されたスジ上のイ
ベントのみに置く。

【００２９】操作対象イベントに置かれた操作用マーク
は、ある大きさの面積を持つ。マウスでの操作の際は、
本来は「面積の無い点」であるイベントを指すべきとこ
ろを「面積のある正方形」を指すことになり、イベント
指示を容易にする効果がある。

【００３０】図１０に、矛盾のないダイヤとして、満た
すべき拘束条件を示す。すなわちこれがイベント同士の
相互の制約となる。

【００３１】この制約は、「時分決定ルール」と「順序
決定ルール」から成り、これらのルールの基本形は次の
内容である。 （１）時分決定ルール ○安全上，性能上定められた余裕時分を確保している。 基準運転時分：駅間の走行に必要な運転時分 車両の性能から決まる 最小停車時分：駅停車の場合、必要な停車時分 乗客の乗降に必要かつ安全とされている時分 最小折り返し時分：ターミナル駅での折り返しに必要な余裕時分 乗務員の交替，掃除，給水等の所要時間を考慮 最小運転時隔：同一駅から発車できる間隔 ポイント転換時分，信号機距離間隔，列車性能等を考慮し安 全余裕をとって定まる ○計画ダイヤより早発しない。（早発は乗客無視とな
る） （２）順序決定ルール ○前駅の出発順序と自駅の到着順序は一致 ○同一番線使用の列車同士は、着順と発順が同一 ○同一番線を使用しない相前後する列車同士は、高優先
度の列車から出発 図１の入力座標の補正３及び予測シミュレーション５で
はこれらの制約条件を満たす範囲で、列車が最速になる
ようイベントの位置（時刻）を定める。ただし、時分が
固定された（約束された）イベントについてはこのルー
ルに従わないことがある。

【００３２】図１０に示した基本のルール以外にその他
のルール（ex．線区特有のルール）も必要に応じて付加
してよい。満たしたいルールを付加していけばその範囲
で自明と考えられる変更事項は自動修正させることがで
きる。ただし計算機の能力に応じて付加しないと、運転
整理に必要な迅速な応答を阻害することになる。

【００３３】その他のルールとはたとえば次のようなも
のである。 ・他線区との接続待ちあわせ［時分決定ルール］ ・列車種別に応じた運転時分の配分［時分決定ルール］ なお図１０のようにルールを単純にしてよいと考える理
由は、運転整理時の差し迫った状況の中で、大雑把でも
傾向のつかめる情報を速く提供することを重点に置くか
らである。そのために、必要最小限のルールに絞った。
計算機の能力が許すならば、できるだけ正確な予測をし
たほうが良いのは当然である。しかし多数の条件を考慮
して、より正確に予測しても、その予測の前提となった
状況がつぎつぎに変化してしまうことが多く、労が多い
割には効果が少ない。

【００３４】ダイヤの計画段階では、「実施までには時
間の余裕がある。ただし計画ミスは許されない。」た
め、時間をかけても厳重なチェックをする必要がある。
一方、運転整理ダイヤは「作成後、直ちに実施される。
迅速さが重要である。（運行の安全は連動装置で確保さ
れているので）最適なダイヤにならなくともとがめられ
ない。」という事情の違いがある。したがって計画ダイ
ヤ作成時よりも、ラフなルールの適用のほうが実用的で
ある。

【００３５】図３では図１の入力座標の補正３で示した
「入力座標の補正」について説明する。

【００３６】操作対象としたイベント（＝イベント上に
表記された操作用マーク）を動かして別の位置に持って
いくとき、そのイベント位置は最終的には表１のような
ルールに合致していなくてはならない。従って図３
（ａ）のように、操作された座標をチェック無しでとり
こんでしまうと、取り込んだ後での整合性チェックが必
須となる。

【００３７】そこで、本発明では、座標を確定させる前
に、操作したイベントの座標を補正する機構を持たせ
る。これは、ルールと照らし合せ、ルールと操作者の意
志の両方を満足させる位置に座標を補正する、また満足
する解が無い場合は、警告を発して、移動操作をキャン
セルし座標を操作前の状態に戻す、という機能を持つ。

【００３８】「入力座標の補正」機能は、座標移動のた
めに押下していたマウスの開放と同時に動作するので、
操作者にはチェックコマンド発行の手数はない。

【００３９】マウスはなじみ深いポインティングデバイ
スで、大まかに指すことには適した装置だが、正確な位
置を指しにくく、精密作業には適していない。その上、
前述のように、イベント操作用のマークにある面積を持
たせつかみやすくしたが、マークが大きくなった分、逆
にきちんとした座標がわかりにくくなっており、一層、
緻密な座標指示を難しくしている。「入力座標の補正」
機能によればその欠点を解消できる。マウスを持つ手は
縦ブレ横ブレを起こすが、ブレを排除して、適正な座標
に補正する。すなわち、「大きい操作用マーク」と「入
力座標の補正」で、ラフにつかんでラフに動かすことを
可能にする。座標移動が難しい場合、キーボードから数
値入力する方法もあるが、この補正機能によれば、マウ
スからだけで正確な値が入力できる。この機能は単にブ
レを除くだけではなく、さらに積極的にイベント位置を
ルールへ適合させる機能を持つので、たとえばキーボー
ドで数値入力する場合でも、入れた数値の妥当性を確認
するのに応用できる。

【００４０】図４〜図７には、図１，図３で概説した
「入力座標の補正」機能の詳細フローを示す。

【００４１】「取り込んだ座標値の補正」１では、対象
イベントが本来望まれる移動方向別に処理を分岐する１
５。イベントの時刻変更，イベント同士の順序変更にお
いては、移動方向は横であるので、１１，１２のルート
を取る。また、番線変更では、移動方向は縦であるの
で、１３，１４のルートを取る。

【００４２】本来望まない方向の移動分（完全なるブ
レ）については、１２，１３に示すようにマウス移動量
を取り込まないこととする。望む方向への移動量につい
て、適正値を算出し、補正する。

【００４３】縦ブレの矯正１４では、番線移動の場合、
マウス押下を止めた時に、イベントを最寄りの番線線上
へ移動させる。別の駅へ、イベントを移動させることは
できない。

【００４４】通常上り線用の番線は下り線用に転用しな
い等、相互に移動できる番線に制限がある場合が多い。
そのような個々の駅の事情による制約も必要に応じ付加
できる。

【００４５】横ブレの矯正１１においては、操作対象イ
ベントに影響を与えるイベントとの関係を図１０「時分
拘束ルール」に照らし合せる。影響を与えるイベントと
は「対象イベントと同駅にあり、時間的に直前のイベン
ト」及び「対象イベントと同スジ(同列車)にあり、時間
的に直前(前駅)のイベント」である。

【００４６】図８，図９では図１で概説した「予測シミ
ュレーション」機能の詳細フローを示す。操作対象イベ
ントの位置が移動したことにより、そこから影響を受け
るイベントの座標の決め方である。

【００４７】「予測シミュレーション」機能は、step１
「イベント順序の決定」、step２「イベント時分の決
定」から成る。

【００４８】step１「イベント順序の決定」では、順序
変更が起こったイベント同士１，２とその次駅イベント
３，４に対し、「順序拘束ルール」を適用し、駅間でス
ジのクロスが起こらないよう、次駅での順序を決定す
る。次駅での処理終了後、更に次々と同様の処理を矛盾
が無くなるまで繰り返す。

【００４９】順序変更では、通常、「どの駅からどの駅
までの区間、この列車とこの列車の順序を入れ替える」
というような指定の仕方をするが、本実施例の方法で
は、順序変更の起点の指示のみで、変更区間が自動決定
される。

【００５０】step２「イベント時分の決定」では、「入
力座標の補正」で適用したのと同じ時分拘束ルールを、
対象イベントの後続イベントに次々に適用する。ここで
の補正では、人間の操作が介入した座標の補正ではない
ので手ブレの補正は無い。

【００５１】図１１は図９のstep２「イベント時分の決
定」について補足する。ａが操作対象イベントであると
き、その被影響イベントに時分拘束ルールが次々に及ん
でいくさまを概念的に示している。

【００５２】実際のダイヤでは、余裕時分が取ってある
ため、あるイベントの移動の影響は次第に吸収されてい
く。余程大きい移動でないかぎりダイヤ全面に影響が及
ぶことは無い。

【００５３】イベントは相互の関係が縦横のくし刺し
（図２参照）になっているため前後イベントの検索が速
く、影響波及量の規模にもよるが、対象イベントを手放
した後１秒程度で処理が可能である。

【００５４】すでに図１に示したように、予測ダイヤは
列車の実際の走行（実績）の影響も受ける。列車に遅れ
が出ることはすなわちイベントの移動が起きたのと同様
である。実績の影響も図６のように波及する。

【００５５】イベント座標を補正するルールは、本実施
例に掲げたものばかりでなく、たとえば特開昭61−2371
62号「イベントシミュレーション方式」の手法を適用し
ても良い。

【００５６】

【発明の効果】スジ上のイベントに操作用のマークをつ
けたことで、操作可能ポイントが楽にわかり、また操作
用のマークにはある面積があるのでラフなポインティン
グが可能である。さらに操作用マークの移動操作中に座
標補正機能を働かせることによりラフな移動操作で妥当
な移動先を指定できる。すなわち直感的でラフな操作環
境ながら、実行内容は確実である。操作に気を取られる
と思考の妨げとなるが、本発明はそれを防止する効果を
持つ。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の全体構成及び特徴的な画面のイメ
ージ。

【図２】ダイヤスジ上のイベントの存在位置及び個々の
イベントのデータ内容。

【図３】入力座標補正の時機と効果。

【図４】入力座標補正の処理フロー。

【図５】入力座標補正の処理フロー。

【図６】入力座標補正の処理フロー。

【図７】入力座標補正の処理フロー。

【図８】被影響イベントの座標補正の処理フロー。

【図９】被影響イベントの座標補正の処理フロー。

【図１０】イベント間に与えられる拘束条件。

【図１１】被影響イベント位置補正が波及していく様子
の概念図。

【符号の説明】

１…マウス、２…列車、３…入力座標の補正、４…ルー
ルベース、５…予測シミュレーション、６…ダイヤ更新
部、７…ダイヤ、８…表示データ作成部、９…ディスプ
レイ。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１５年１月８日（２００３．１．８）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村田 悟 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 堀田 正人 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 福島 忠 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 渡辺 好夫 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株 式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者 川口 幸一 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株 式会社日立製作所大みか工場内 Ｆターム(参考） 5H161 AA01 JJ32 JJ36

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】列車の位置と時刻の関係を表す複数の列車
   ダイヤを表示する手段と，これら列車ダイヤを変更する
   手段を備えた運転整理装置において、 列車ダイヤ上の所定の点にマークを表示する手段と、前
   記マークをポインティングデバイスにより指示し、この
   ダイヤを移動する手段とを備えた運転整理装置。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記列車ダイヤ上の所定の点は列車の発車，停車，通過
   を表す点である運転整理装置。
3. 【請求項３】請求項１において、 ポインティングデバイスで指示された前記マークの移動
   可能範囲又は移動禁止範囲を所定ルールに基づき設定す
   る範囲設定手段と，前記移動可能範囲内又は前記移動禁
   止範囲外に前記マークを定める補正手段とを備えた運転
   整理装置。
4. 【請求項４】請求項３において、 前記範囲設定手段はポインティングデバイスで指示され
   た前記マークと同列車ダイヤ上直前の前記所定の点とに
   ダイヤの列車運行を表現する走行線上の点と前記マーク
   と同駅上直前の前記所定の点に基づいて前記移動可能範
   囲又は前記移動禁止範囲を設定する運転整理装置。