JP2005259052A - Program and vehicle operation program creation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両運用計画を作成するためのプログラム及び車両運用計画作成装置に関する。 The present invention relates to a program for creating a vehicle operation plan and a vehicle operation plan creation device.
鉄道において、作成された運行スケジュール(列車ダイヤ)を実現するため、車両運用計画と呼ばれる計画を定めている。この車両運用計画は、車両の使用順序(列車の接続順序)や車両に対する保守管理を含む車両の運用に関する計画であり、様々な制約を考慮して作成される。 In the railway, a plan called a vehicle operation plan is defined in order to realize the created operation schedule (train schedule). This vehicle operation plan is a plan related to vehicle operation including vehicle use order (train connection order) and maintenance management for the vehicle, and is created in consideration of various constraints.
例えば、車両に対しては、メンテナンスのため、その走行時間や距離に応じた検査を実施することが義務付けられているが、特に、車両運用計画の作成時において、仕業検査、及び交番検査と呼ばれる車両検査を考慮しなければならない。各検査には、検査の周期(検査周期)及び検査の内容がそれぞれ規定されている。具体的には、仕業検査においては、目視による車両の点検が1時間程度で実施され、交番検査においては、例えば、ブレーキ装置や電気装置、走行装置といった車両の機能に関する検査が半日程度かけて実施される。また、各検査は、当該検査の際に必要な設備を備えて所定の駅等に設置された車両基地において、通常日中に実施される。尚、交番検査の検査内容は仕業検査の検査内容を満たしており、交番検査を実施すると同時に仕業検査も実施されたことになる。 For example, vehicles are obliged to carry out inspections according to their travel time and distance for maintenance, but they are called work inspections and alternation inspections, especially when creating a vehicle operation plan. Vehicle inspection must be considered. Each inspection defines an inspection cycle (inspection cycle) and the content of the inspection. Specifically, in the work inspection, visual inspection of the vehicle is performed in about one hour, and in the alternating inspection, for example, inspection regarding the function of the vehicle such as a brake device, an electric device, and a traveling device is performed for about half a day. Is done. In addition, each inspection is usually performed during the daytime in a vehicle base equipped with facilities necessary for the inspection and installed in a predetermined station or the like. Note that the inspection content of the alternating inspection satisfies the inspection content of the industrial inspection, and the industrial inspection is performed simultaneously with the alternating inspection.
このため、車両運用計画は、車両に対して仕業検査及び交番検査が、設定された検査周期を超過することなく実施されるように配慮して作成しなければならない。さらにこの際、検査の実施可能な場所、時間帯、所要時間等(以下、「実施条件」という。)を考慮して、各検査の実施位置を設定する必要がある。 For this reason, the vehicle operation plan must be created in consideration so that the work inspection and the alternating inspection are performed on the vehicle without exceeding the set inspection cycle. Furthermore, at this time, it is necessary to set the execution position of each inspection in consideration of the place where the inspection can be performed, the time zone, the required time, etc. (hereinafter referred to as “execution conditions”).
また、この他にも、列車を接続する際の所定の接続条件や、旅客の輸送量の確保といった様々な制約を考慮する必要がある。 In addition to this, it is necessary to consider various restrictions such as predetermined connection conditions when connecting trains and securing passenger transportation.
一方で、車両の運用は、鉄道運用に係るコストに影響するため、作成される車両運用計に対しては、コスト削減に関する要望があった。具体的には、例えば、交番検査及び仕業検査の回数が極力少なくなるように車両運用計画を作成し、車両を効率良く利用することが望ましい。 On the other hand, since the operation of the vehicle affects the cost related to the railway operation, there has been a demand for cost reduction for the created vehicle operation meter. Specifically, for example, it is desirable to create a vehicle operation plan so that the number of alternating inspections and work inspections is minimized, and to use the vehicle efficiently.
ところで、これらの制約を満足する車両運用計画を自動的に作成する技術が開発されており、本願出願人も、車両運用計画を、列車ダイヤを構成する全ての列車をサイクリックに接続するための1つの接続パターンとし、車両運用計画の作成を巡回セールスマン問題と捉え、上記した制約等に基づいて予め設定された評価基準に従った評価が最良である巡回路により表される車両運用計画案を採用することで、車両運用計画を自動的に作成する技術を開示している(特許文献1参照。)。
しかしながら、上記した特許文献1の技術を用いて車両運用計画を作成した場合、以下のような問題があった。すなわち、特許文献1では、交番検査の実施位置を予め割り当てておき、探索した巡回路を、仕業検査の検査周期及び実施条件を満足するように変更することで、各検査を割り当てた車両運用計画を作成しているが、もととなる列車ダイヤによっては、巡回路に対して仕業検査を上手く割り当てられない場合があり、適切な車両運用計画を得難いという問題があった。
However, when a vehicle operation plan is created using the technique of
そこで本発明は、車両に対して実施される検査がその検査周期及び実施条件を満足するように確実に割り当てられた車両運用計画であって、且つ車両を効率良く運用することができる車両運用計画を自動的に作成することを目的とする。 Therefore, the present invention is a vehicle operation plan in which an inspection to be performed on a vehicle is surely assigned so as to satisfy the inspection cycle and execution conditions, and the vehicle operation plan can efficiently operate the vehicle. The purpose is to create automatically.
以上の課題を解決するための第1の発明は、コンピュータを、
複数の列車及び各列車の着発時刻のデータを有する列車ダイヤをもとに、前記列車ダイヤを構成する各列車を表すノード同士を、列車同士を接続することを表すアークにより結んだ車両運用ネットワークを生成する生成手段(例えば、図3に示す車両運用ネットワーク生成部122)、
前記各アークについて、少なくとも、当該アークの元ノードに対応する列車の着時刻、及び、当該アークの先ノードに対応する列車の発時刻に基づいてコストを設定するコスト設定手段(例えば、図3に示す車両運用ネットワーク生成部122)、
前記各アークのうち、当該アークの元ノード及び先ノードの列車同士の接続の間合いに車両検査を行うアークを選定する検査アーク選定手段(例えば、図3に示す車両運用計画作成部120)、
前記車両運用ネットワークのノードの内、所与のノードを初期点とし、アークを順次選択することによって全てのノードを1度だけ通過して初期点に戻る巡回路であって前記検査アーク選定手段により選定されたアークを含む巡回路を探索する巡回路探索手段(例えば、図3に示す巡回路探索部124)、
前記巡回路探索手段により探索された巡回路をもとに車両運用計画を作成する作成手段(例えば、図3に示す車両運用計画作成部120)、
として機能させるためのプログラムである。
A first invention for solving the above-described problems is a computer,
Based on a train diagram having a plurality of trains and arrival / departure time data of each train, a vehicle operation network in which nodes representing each train constituting the train diagram are connected by an arc representing that the trains are connected to each other. Generating means (for example, the vehicle operation
For each arc, cost setting means (for example, in FIG. 3) sets the cost based on at least the arrival time of the train corresponding to the original node of the arc and the departure time of the train corresponding to the destination node of the arc. Vehicle operation network generator 122),
Inspection arc selection means (for example, the vehicle operation
A circuit that takes a given node as an initial point from among the nodes of the vehicle operation network and returns to the initial point by passing through all the nodes once by sequentially selecting arcs. Means for searching for a tour including the selected arc (for example, a
Creating means for creating a vehicle operation plan based on the circuit searched by the route search means (for example, the vehicle operation
It is a program to make it function as.
また、第7の発明の車両運用計画作成装置は、
複数の列車及び各列車の着発時刻のデータを有する列車ダイヤをもとに、前記列車ダイヤを構成する各列車を表すノード同士を、列車同士を接続することを表すアークにより結んだ車両運用ネットワークを生成する生成手段と、
前記各アークについて、少なくとも、当該アークの元ノードに対応する列車の着時刻、及び、当該アークの先ノードに対応する列車の発時刻に基づいてコストを設定するコスト設定手段と、
前記各アークのうち、当該アークの元ノード及び先ノードの列車同士の接続の間合いに車両検査を行うアークを選定する検査アーク選定手段と、
前記車両運用ネットワークのノードの内、所与のノードを初期点とし、アークを順次選択することによって全てのノードを1度だけ通過して初期点に戻る巡回路であって前記検査アーク選定手段により選定されたアークを含む巡回路を探索する巡回路探索手段と、
前記巡回路探索手段により探索された巡回路をもとに車両運用計画を作成する作成手段と、
を備えることを特徴としている。
Moreover, the vehicle operation plan creation device of the seventh invention is
Based on a train diagram having a plurality of trains and arrival / departure time data of each train, a vehicle operation network in which nodes representing each train constituting the train diagram are connected by an arc representing that the trains are connected to each other. Generating means for generating
For each arc, at least, a cost setting means for setting the cost based on the arrival time of the train corresponding to the original node of the arc, and the departure time of the train corresponding to the destination node of the arc;
Among the arcs, inspection arc selection means for selecting an arc for performing vehicle inspection between the trains of the original node and the destination node of the arc,
A circuit that takes a given node as an initial point from among the nodes of the vehicle operation network and returns to the initial point by passing through all the nodes once by sequentially selecting arcs. A circuit search means for searching for a circuit including the selected arc;
Creating means for creating a vehicle operation plan based on the circuit searched by the circuit search means;
It is characterized by having.
この第1又は第7の発明によれば、列車ダイヤをもとに生成した車両運用ネットワークを構成するアークの中から、元ノード及び先ノードの列車同士の接続の間合いに車両検査を実施することが可能なアークを選定し、当該選定したアークを含む巡回路を探索して車両運用計画を作成することができる。これにより、車両に対して実施されなければならない車両検査を確実に割り当てた車両運用計画を作成することができる。また、車両検査の回数が極力少なくなるように列車同士の接続の間合いに車両検査が可能なアークを選定すれば、探索した巡回路をもとに作成される車両運用計画により、車両を効率良く運用することができる。 According to the first or seventh aspect of the invention, the vehicle inspection is performed during the connection between the trains of the original node and the destination node from among the arcs constituting the vehicle operation network generated based on the train schedule. A vehicle operation plan can be created by selecting a possible arc and searching for a circuit including the selected arc. This makes it possible to create a vehicle operation plan that reliably assigns vehicle inspections that must be performed on the vehicle. In addition, if an arc that can be inspected between trains is selected so that the number of vehicle inspections is minimized, the vehicle operation plan created on the basis of the searched circuit will make the vehicle more efficient. It can be operated.
第2の発明は、第1の発明のプログラムであって、
前記巡回路探索手段が、
前記選定されたアークのうち、第iアーク(iは整数)の先ノードから第i+1アークの元ノードまでをつなぐアークのパスを決定する選定アーク間パス決定手段を有し、
前記iの値を0から順次変更して前記選定アーク間パス決定手段にパスを決定させていくことにより、前記選定されたアーク全てを含む巡回路を探索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。
The second invention is the program of the first invention,
The circuit search means includes
Among the selected arcs, there is a path selection means between selected arcs that determines a path of an arc that connects from the previous node of the i-th arc (i is an integer) to the original node of the i + 1-th arc,
For causing the computer to function to search for a circuit including all of the selected arcs by sequentially changing the value of i from 0 and causing the selected inter-arc path determining means to determine a path. It is a program.
この第2の発明によれば、選定されたアークの何れかである第iアークの先ノードから第i+1アークの元ノードまでをつなぐアークのパスを決定するとともに、iの値を0から順次変更して第iアークの先ノードから第i+1アークの元ノードまでをつなぐパスを決定していくことで、選定されたアークを全て含む巡回路を探索することができる。 According to the second aspect of the present invention, the arc path connecting from the previous node of the i-th arc, which is one of the selected arcs, to the original node of the i + 1-th arc is determined, and the value of i is sequentially changed from 0 Then, by determining a path connecting from the i-th arc previous node to the i + 1-th arc original node, it is possible to search for a circuit including all the selected arcs.
第3の発明は、第2の発明のプログラムであって、
前記巡回路探索手段が、前記選定アーク間パス決定手段により決定されたパスで車両運用する場合の運用所要時間に基づいて、前記決定されたパスに含まれるアークの一つを切断し、切断したアークの元ノードから前記第i+1アークの元ノードまでをつなぐパスを再探索して、前記第iアークの先ノードから前記第i+1アークの元ノードまでをつなぐパスを更新するパス更新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プログラムである。
The third invention is the program of the second invention,
The circuit search means cuts and cuts one of the arcs included in the determined path based on the operation required time when the vehicle is operated on the path determined by the selected inter-arc path determining means. Path update means for re-searching a path connecting from the original node of the arc to the original node of the (i + 1) -th arc and updating a path connecting from the previous node of the i-th arc to the original node of the (i + 1) -th arc. Is a program for causing the computer to function.
この第3の発明によれば、決定されたパスで車両運用する場合の運用所要時間(例えば、日数であってもよい)に基づいて、当該パスに含まれるアークの一つを切断し、切断したアークの元ノードから第i+1アークの元ノードまでをつなぐアークのパスを再探索して、第iアークの先ノードから第i+1アークの元ノードまでをつなぐパスを更新することができる。これによれば、第iアークの先ノードから第i+1アークの元ノードまでのパスで車両運用する場合の運用所要時間が車両検査の検査周期を満たすように、当該パスを更新することができる。 According to the third aspect of the present invention, one of arcs included in the path is cut based on the required operation time (for example, the number of days may be used) when the vehicle is operated on the determined path. The path connecting the original node of the arc to the original node of the (i + 1) th arc can be re-searched to update the path connecting from the previous node of the i-th arc to the original node of the (i + 1) th arc. According to this, the path can be updated so that the operation required time when the vehicle is operated with the path from the node before the i-th arc to the original node of the i + 1-th arc satisfies the inspection cycle of the vehicle inspection.
第4の発明は、第3の発明のプログラムであって、
前記パス更新手段が、切断するアークとして、元ノードの列車と先ノードの列車とを日またぎで接続するアークを選択する切断アーク選択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プログラムである。
The fourth invention is the program of the third invention,
The path updating means is a program for causing the computer to function so as to have a cutting arc selection means for selecting an arc for connecting the train of the original node and the train of the destination node across the day as an arc to be cut.
この第4の発明によれば、第iアークの先ノードから第i+1アークの元ノードまでをつなぐパスを構成するアークの中に、列車同士の接続に日またがりが生じているアークが含まれる場合に、当該アークを切断することにより、第iアークの先ノードから第i+1アークの元ノードまでのパスで車両運用する場合の運用所要時間が車両検査の検査周期を満たすように、当該パスを更新することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, when an arc that forms a path connecting from the i-th arc previous node to the i + 1-th arc original node includes an arc that spans the day between connections of trains. In addition, by cutting the arc, the path is updated so that the operation time required when the vehicle is operated in the path from the node before the i-th arc to the original node of the i + 1-th arc satisfies the inspection cycle of the vehicle inspection. can do.
第5の発明は、第3又は第4の発明のプログラムであって、
前記パス更新手段が、切断したアークの元ノードが表す列車と同日に運行可能なノードをつなぐパスであって、同日中での着時刻が所定の時刻条件となるノードをつなぐパスを含むように、前記切断したアークの元ノードから前記第i+1アークの元ノードまでをつなぐパスを再探索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。
The fifth invention is the program of the third or fourth invention,
The path update means includes a path that connects nodes that can operate on the same day as the train represented by the original node of the cut arc, and includes a path that connects nodes whose arrival time on the same day is a predetermined time condition. , A program for causing the computer to function to search again for a path connecting the original node of the cut arc to the original node of the i + 1-th arc.
この第5の発明によれば、切断したアークの元ノードから第i+1アークの元ノードまでをつなぐアークのパスを再探索する際に、切断したアークの元ノードが表す列車と同日に運行可能なノードをつなぐパスであって、同日中での着時刻が所定の時刻条件となるノードをつなぐパスを含むようなパスを再探索することができる。これによれば、第iアークの先ノードから第i+1アークの元ノードまでのパスで車両運用することにより、当該車両により同日中に運用される列車が極力多くなるように車両運用計画を作成することができる。したがって、車両を効率良く利用することが可能な車両運用計画を作成することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, when the arc path connecting the original node of the cut arc to the original node of the (i + 1) th arc is re-searched, the train can be operated on the same day as the train represented by the original node of the cut arc. Paths that connect nodes, and include paths that connect nodes that have a predetermined arrival time on the same day, can be searched again. According to this, a vehicle operation plan is created so that the number of trains operated on the same day by the vehicle increases as much as possible by operating the vehicle on the path from the node before the i-th arc to the original node of the i + 1-th arc. be able to. Therefore, a vehicle operation plan that can efficiently use the vehicle can be created.
第6の発明は、第1〜第5の何れかの発明のプログラムであって、
前記巡回路探索手段による巡回路の探索が失敗した場合に、前記検査アーク選定手段に、車両検査を行うアークの選定数を増加させて再度選定させ、前記巡回路探索手段に巡回路の探索を再度実行させる制御を行う制御手段(例えば、図3に示す車両運用計画作成部120)として前記コンピュータを更に機能させるためのプログラムである。
A sixth invention is a program according to any one of the first to fifth inventions,
When the search for the tour route by the tour route search unit fails, the inspection arc selection unit increases the number of arcs to be inspected for the vehicle and selects again, and the tour route search unit searches for the tour route. This is a program for further causing the computer to function as control means (for example, a vehicle operation
この第6の発明によれば、巡回路の探索が失敗した場合には、車両検査を行うアークの選定数を増加させて再度選定し、巡回路の探索を再度実行させる制御を実施することができる。これにより、車両運用ネットワークのノードの内、所与のノードを初期点として全てのノードを1度だけ通過して初期点に戻る巡回路であって、選定されたアークを含む巡回路を確実に探索することができる。 According to the sixth aspect of the present invention, when the search for the tour route fails, the control is performed such that the number of arcs to be inspected for the vehicle is increased and selected again, and the search for the tour route is executed again. it can. As a result, among the nodes of the vehicle operation network, the circuit that passes through all the nodes only once and returns to the initial point with the given node as the initial point, and reliably includes the selected arc including the selected arc Can be explored.
本発明によれば、列車ダイヤをもとに生成した車両運用ネットワークを構成するアークの中から、元ノード及び先ノードの列車同士の接続の間合いに車両検査を実施することが可能なアークを選定し、当該選定したアークを含む巡回路を探索して車両運用計画を作成することができる。これにより、車両に対して実施されなければならない車両検査を確実に割り当てた車両運用計画を自動的に作成することができる。また、車両検査の回数が極力少なくなるように列車同士の接続の間合いに車両検査が可能なアークを選定すれば、探索した巡回路をもとに作成される車両運用計画により、車両を効率良く運用することができる。 According to the present invention, an arc capable of performing a vehicle inspection during connection between trains of a source node and a destination node is selected from arcs constituting a vehicle operation network generated based on a train schedule. In addition, a vehicle operation plan can be created by searching for a circuit including the selected arc. This makes it possible to automatically create a vehicle operation plan that reliably assigns vehicle inspections that must be performed on the vehicle. In addition, if an arc that can be inspected between trains is selected so that the number of vehicle inspections is minimized, the vehicle operation plan created on the basis of the searched circuit will make the vehicle more efficient. It can be operated.
以下、図を参照して、本発明に係る車両運用計画作成装置の実施の形態について詳細に説明する。尚、以下では、1台のパーソナル・コンピュータ(以下、パソコンという。)で車両運用計画作成装置を構成することとして説明するが、これに限定されるものではない。また、「ノードをつなぐ」「ノードを連結する」「マークを付す」といった平易な表現を用いて説明するが、これらの表現は、情報処理の内容を比喩した表現であり、コンピュータの演算処理がその実態である。 Hereinafter, an embodiment of a vehicle operation plan creation device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, it is assumed that the vehicle operation plan creation device is configured by one personal computer (hereinafter referred to as a personal computer), but the present invention is not limited to this. In addition, explanations will be made using simple expressions such as “connecting nodes”, “connecting nodes”, and “marking”, but these expressions are metaphors for the contents of information processing, and computer processing That is the reality.
[概要]
車両運用計画は、上記したように、車両の使用順序や車両に対する保守管理を含む車両の運用に関する計画を定めたものであり、ダイヤ改正の際等において計画される列車ダイヤに基づいて作成される。
[Overview]
As described above, the vehicle operation plan defines a vehicle operation plan including the vehicle use order and maintenance management for the vehicle, and is created based on the train schedule planned at the time of schedule revision, etc. .
図1(a)に、列車ダイヤの一例を示す。図1(a)において、横軸を時刻、縦軸を駅AA、BB、CCとして、列車の運行を表す「列車スジ」により列車ダイヤが表現されている。また、各「列車スジ」には、対応する列車番号がそれぞれ表記されている。車両運用計画においては、この列車ダイヤを実現するために、当該列車ダイヤを構成する全ての列車に対して車両を割り当てて、車両の運用スケジュールを作成する。 An example of a train diagram is shown in FIG. In FIG. 1A, a timetable is represented on the horizontal axis and stations AA, BB, and CC are represented on the vertical axis, and a train diagram is represented by “train lines” representing train operations. In addition, each “train line” has a corresponding train number. In the vehicle operation plan, in order to realize this train diagram, a vehicle operation schedule is created by allocating vehicles to all trains constituting the train diagram.
図1(b)に、図1(a)に示した列車ダイヤに基づいて作成された車両運用計画の一例を示す。図1(b)において、横軸方向を時刻とした行路1、行路2、行路3で示す3本の行路が示されている。ここで、行路とは、ある車両の1日分の運用計画のことであり、ある1日における当該車両の運用が「横棒」により表現されている。尚、図1(b)中に示す“仕”は、上記した仕業検査を実施することを示す。
FIG. 1B shows an example of a vehicle operation plan created based on the train diagram shown in FIG. In FIG. 1B, three routes indicated by a
例えば、行路1は、車両が、CC駅からBB駅まで列車2として運転され、次いで、BB駅において仕業検査が実施された後、CC駅まで列車1として運転され、CC駅で折り返して列車7としてBB駅まで運転されることを意味する。また、各行路を構成する「横棒」は、図1(a)に示す何れかの「列車スジ」に対応しており、図1(b)に示す車両運用計画においては、3本の車両をそれぞれ行路1〜行路3に従って運転することにより、図1(a)に示す列車ダイヤを実現している。
For example, in the
さらに、図1(b)に示す3本の行路は、ローテーションを組んで運用されるようになっている。すなわち、行路1に割り当てられて上記したように運転された車両は、当該運転日の翌日には行路2、翌々日には行路3に従って運転され、行路1に戻るというように、3日サイクルで運用される。すなわち、車両運用計画は、列車ダイヤを構成する全ての列車をサイクリックに接続した接続パターンを、日毎に区切ることにより作成した行路の集合(交番)である。
Further, the three routes shown in FIG. 1 (b) are operated in rotation. That is, a vehicle assigned to the
この車両運用計画は、上記したように、交番検査及び仕業検査(車両検査)に関する制約や列車を接続する際の制約を満足するよう、また、コスト削減に関する要望に沿うように作成される。例えば、以下のような制約・要望がある。 As described above, the vehicle operation plan is created so as to satisfy the restrictions regarding the alternating inspection and the work inspection (vehicle inspection) and the restrictions when connecting the train, and to meet the demand for cost reduction. For example, there are the following restrictions and requests.
(1)検査の実施条件に関する制約
交番において、上記したように、交番検査及び仕業検査の実施位置を、その検査周期や実施条件を満たすように設定しなければならない。
(1) Restrictions on inspection execution conditions As described above, in the alternating box, the execution positions of the alternating inspection and the work inspection must be set so as to satisfy the inspection cycle and the execution conditions.
(2)列車を接続する際の制約
先ず、接続する前後の列車において、前列車の終着駅と後列車の始発駅は同一駅である必要がある。例えば、X列車の終着駅とY列車の始発駅が同一駅でなければ、当該列車同士を接続することは不可能である。車両運用計画を作成する際には、この制約を満たすために、適宜回送列車を設定する。また、この際、接続する駅において、乗客・乗務員の乗り降りや清掃等を含む最小限の停止時間を確保するため、前列車の着時刻と後列車の発時刻との間に所定の時間間隔をあける必要がある。
(2) Restrictions when connecting trains First, in the trains before and after connecting, the terminal station of the front train and the starting station of the rear train must be the same station. For example, if the terminal station of the X train and the starting station of the Y train are not the same station, it is impossible to connect the trains. When creating a vehicle operation plan, a forwarding train is set as appropriate in order to satisfy this restriction. In addition, at this time, in order to ensure a minimum stop time including getting on / off and cleaning of passengers / crew at the connecting station, a predetermined time interval is set between the arrival time of the previous train and the departure time of the rear train. It is necessary to open.
また、翌日に運転される列車と接続する場合を除いて、前列車の着時刻と後列車の発時刻が逆転してはならない。例えば、X列車の終着駅着時刻よりY列車の始発駅発時刻が先行している場合、X列車とY列車を接続することは不可能である。 In addition, the arrival time of the previous train and the departure time of the subsequent train must not be reversed except when connecting to a train that is operated the next day. For example, when the first train departure time of the Y train precedes the last train arrival time of the X train, it is impossible to connect the X train and the Y train.
そして、交番において、連続する2つの行路の終了駅と開始駅は、同一でなければならない。これは、1番目の行路を終了駅で終了した車両は、その翌日に2番目の行路の開始駅から運転を開始するためであり、車両運用計画を作成する際には、この制約を満たすために、適宜回送列車を設定する。 In the police box, the end station and the start station of two consecutive routes must be the same. This is because the vehicle that has finished the first route at the end station starts driving from the start station of the second route the next day, and this constraint is met when creating a vehicle operation plan. In addition, a forwarding train is set as appropriate.
(3)コスト削減に関する要望
車両を効率良く利用することが可能な車両運用計画が望ましい。このため、例えば、交番検査及び仕業検査の回数を極力少なくしたいという要望、各車両により1日に運用される列車ができるだけ多くなるようにして、1日の列車ダイヤを実現するために使用される車両の数(すなわち、行路の数)を極力少なくしたいという要望、回送列車の本数や回数列車の走行距離を極力少なくしたいという要望がある。
(3) Request for cost reduction A vehicle operation plan capable of efficiently using vehicles is desirable. For this reason, for example, a request to minimize the number of times of alternating inspections and work inspections is used, and it is used to realize a one-day train schedule so that the number of trains operated on a daily basis by each vehicle is increased as much as possible. There is a demand to reduce the number of vehicles (that is, the number of routes) as much as possible, and a demand to reduce the number of forward trains and the travel distance of the number of trains as much as possible.
本実施形態は、車両運用計画を、列車ダイヤを構成する全ての列車をサイクリックに接続するための1つの接続パターン(巡回路)とし、上記した制約や要望を満足する最良の巡回路により表される車両運用計画案を採用することで、車両運用計画を自動的に作成するものである。 In this embodiment, the vehicle operation plan is represented by one connection pattern (tour circuit) for cyclically connecting all the trains constituting the train diagram, and is represented by the best circuit that satisfies the above-described restrictions and requests. By adopting the vehicle operation plan draft, a vehicle operation plan is automatically created.
具体的には、列車ダイヤを構成する列車同士の接続パターンを、各列車を表すノードを列車同士の接続を表すアークにより連結したネットワーク(以下、「車両運用ネットワーク」という。)により表現し、この車両運用ネットワークにおいて、全てのノードを一度だけ通過して初期点に戻る巡回路を探索して候補解を生成する。そして、巡回路を探索する処理を繰り返してより良い巡回路(最良解)を探索し、候補解の生成処理を指定回数繰り返して行った時点での最良解の示す巡回路で表される列車の接続を車両運用計画とする。 Specifically, the connection pattern between trains constituting the train diagram is expressed by a network (hereinafter referred to as “vehicle operation network”) in which nodes representing each train are connected by an arc representing the connection between trains. In the vehicle operation network, a candidate solution is generated by searching for a circuit that passes through all the nodes only once and returns to the initial point. Then, the process of searching for a circuit is repeated to search for a better circuit (the best solution), and the candidate solution generation process is repeated a specified number of times, and the train of the train indicated by the circuit indicated by the best solution is displayed. The connection is a vehicle operation plan.
図2(a)に、車両運用ネットワークの一例を示す。図2(a)に示すように、車両運用ネットワークは、列車ダイヤを構成する各列車(図2(a)では列車1〜列車7)を表す各ノードと、接続可能な列車同士の接続を表す有向アークとから構成されている。例えば、列車7を表すノードN10と、列車6を表すノードN12とを連結するアークの内、ノードN10からノードN12へのアークA10は、車両が列車7として運転された後、列車6として運転されることを表している。尚、列車同士が接続可能であるか否かは以下のように判断される。例えば、接続する駅において最小限確保しなければならない停止時間といった、列車の接続に必要な時間が不足している場合には、当該列車同士は接続不可能と判断される。また、番線数等による制約によって、当該駅において同時に滞留することが可能な車両の数が予め決まっており、当該駅において可能な列車間の接続候補が限定されている場合には、当該駅における接続候補以外の列車の接続は不可能と判断される。
FIG. 2A shows an example of a vehicle operation network. As shown to Fig.2 (a), a vehicle operation network represents each node which represents each train (train 1-
詳細には、各ノード間は、車両運用計画を作成する際の制約として説明した列車を接続する際の制約(2)に基づいて、以下の(a)〜(d)に示す4種類のアークのうちの何れかにより連結される。 Specifically, between the nodes, the four types of arcs shown in the following (a) to (d) are based on the restriction (2) when connecting the train described as the restriction when creating the vehicle operation plan. Are connected by any of the above.
(a)当日接続アーク
当日中に接続可能な列車を表すノード間は、当日接続アークにより連結される。図2(a)では、この当日接続アークを太線の実線矢印により示している。例えば、図2(a)において、ノードN14からノードN16への当日接続アークA12は、車両が列車2として運転された後、当日中に列車1として運転されることを表している。
(A) Same-day connection arc Nodes representing trains that can be connected during the day are connected by the same-day connection arc. In FIG. 2A, the connection arc on that day is indicated by a thick solid arrow. For example, in FIG. 2A, the day connection arc A <b> 12 from the node N <b> 14 to the node N <b> 16 represents that the vehicle is operated as the
(b)翌日接続アーク
翌日に接続可能な列車を表すノード間は、翌日接続アークにより連結される。図2(a)では、この翌日接続アークを細線の実線矢印により示している。例えば、図2(a)において、ノードN16からノードN14への翌日接続アークA14は、車両が列車1として運転された後、翌日に列車2として運転されることを表している。
(B) Next-day connection arc Nodes representing trains connectable on the next day are connected by a next-day connection arc. In FIG. 2A, this next day connection arc is indicated by a thin solid arrow. For example, in FIG. 2A, the next day connection arc A14 from the node N16 to the node N14 represents that the vehicle is operated as the
(c)回送付当日接続アーク
列車間の着発駅が異なる場合であって、回送列車として運転されることで当日中に接続可能な列車を表すノード間は、回送付当日接続アークにより接続される。図2(a)では、この回送付当日接続アークを太線の点線矢印により示している。例えば、図2(a)において、ノードN18からノードN12への回送付当日接続アークA16は、車両が列車4として運転された後、当日中に列車4の終着駅から列車6の始発駅まで回送列車として運転されて列車6として運転されることを表している。
(C) Connected arc on the same day when the trains arrive at different stations, and the nodes representing trains that can be connected during the day by operating as a forward train are connected by the connected arc on the same day. The In FIG. 2A, the connection arc on the same day is indicated by a thick dotted arrow. For example, in FIG. 2A, the day-to-day connection arc A16 from the node N18 to the node N12 is routed from the terminal station of the
(d)回送付翌日接続アーク
列車間の着発駅が異なる場合であって、回送列車として運転されることで翌日に接続可能な列車を表すノード間は、この回送付翌日接続アークにより接続される。図2(a)では、この回送付翌日接続アークを細線の点線矢印により示している。例えば、図2(a)において、ノードN12からノードN19への回送付翌日接続アークA18は、車両が列車6として運転された後、当日中或いは翌日に列車6の終着駅から列車4の始発駅まで回送列車として運転され、翌日に列車4として運転されることを表している。
(D) Next-day connection arc for rerouting The nodes representing trains that can be connected to the next day by operating as a forward train are connected by this connection arc for the next-day transmission. The In FIG. 2 (a), the next day connection arc is indicated by a thin dotted arrow. For example, in FIG. 2 (a), the next day connection arc A18 from the node N12 to the node N19 is transmitted from the terminal station of the
また、各ノードには、該当する列車が始発駅を出発してから終着駅に到着するまでの時間(総運転時分)がコストとしてそれぞれ設定され、各アークには、元ノードにより表される列車の終着時刻と、先ノードにより表される列車の始発時刻との時間間隔(以下、「着発時間間隔」という。)がコストとしてそれぞれ設定される。 In each node, the time (total operation time) from when the corresponding train leaves the first station to the last station is set as a cost, and each arc is represented by the original node. A time interval (hereinafter referred to as “departure time interval”) between the train end time and the train start time represented by the previous node is set as a cost.
さらに、この車両運用ネットワークを構成するアークのうち、車両検査の実施条件を満足するアークに対して、各検査が実施可能なことを表すマークが付される。詳細には、当該アークが、先ノードにより表される列車の始発駅が車両基地を備えた駅であるアーク、或いは元ノードにより表される列車の終着駅が車両基地を備えた駅であるアークであること、先ノードにより表される列車の始発時刻或いは元ノードにより表される列車の終着時刻とをもとに、車両検査が実施可能な時間帯に関する実施条件を満足すると判断されたアークであること、さらには、設定されるコスト(着発時間間隔)が車両検査の所要時間に関する実施条件を満足するアークであることを条件に、各検査が実施可能であることを表すマークが付される。 Further, among the arcs constituting the vehicle operation network, a mark indicating that each inspection can be performed is attached to an arc that satisfies the vehicle inspection execution condition. Specifically, the arc is an arc in which the starting station of the train represented by the previous node is a station having a vehicle base, or an arc in which the terminal station of the train represented by the former node is a station having a vehicle base. An arc that is determined to satisfy the conditions related to the time zone in which the vehicle inspection can be performed based on the start time of the train represented by the previous node or the end time of the train represented by the former node. In addition, there is a mark indicating that each inspection can be performed on condition that the set cost (departure time interval) is an arc that satisfies the execution conditions regarding the time required for vehicle inspection. The
例えば、図2(a)において、回送付翌日接続アークA18には交番検査可能マークM10が付されており、車両に対して列車6と列車5との接続の間合いに交番検査及び仕業検査が実施可能であることを示している。また、図2(a)において、当日接続アークA12には仕業検査可能マークM12が付されており、車両に対して列車2と列車1との接続の間合いに仕業検査が実施可能であることを示している。以下、交番検査可能マークが付されたアークを「交番検査可能アーク」、仕業検査可能マークが付されたアークを「仕業検査可能アーク」といい、これらを包括して適宜「検査可能アーク」という。
For example, in FIG. 2 (a), the next day connection arc A18 is marked with an alternate inspection possible mark M10, and alternate inspection and work inspection are carried out between the
図2(b)は、(a)に示す車両運用ネットワークをもとに探索された巡回路の一例を示す図である。詳細は後述するが、本実施形態では、検査周期を満足するために最低限必要な検査回数が想定され、この検査回数に基づく数の検査可能アークが最初に選定される。そして、全てのノードを一度だけ通過する巡回路であって、選定された全ての検査可能アークを含む巡回路が探索されて、車両運用計画として出力される。 FIG.2 (b) is a figure which shows an example of the circuit searched based on the vehicle operation network shown to (a). Although details will be described later, in the present embodiment, the minimum number of inspections required to satisfy the inspection cycle is assumed, and the number of inspectable arcs based on the number of inspections is first selected. A circuit that passes through all the nodes only once and includes all the selected arcs that can be inspected is searched for and output as a vehicle operation plan.
また、巡回路の探索に失敗した場合には、前述の検査回数を増加させて検査可能アークを選定し、巡回路を再度探索する。図2(b)では、検査周期を満足するために必要な仕業検査の回数を1回と想定した場合の巡回路の一例を示しており、同図において、選定された検査可能アーク(交番検査可能アーク)である回送付翌日接続アークA18を含む巡回路を示している。尚、この巡回路は、図1(b)に示す車両運用計画に相当するものである。 Further, when the search for the tour route has failed, the number of inspections described above is increased to select an inspectable arc, and the tour route is searched again. FIG. 2 (b) shows an example of a circuit when it is assumed that the number of work inspections required to satisfy the inspection cycle is one. In FIG. 2 (b), the selected inspectable arc (alternate inspection) is shown. It shows a circuit that includes the connection arc A18 of the next day transmission that is a possible arc). In addition, this circuit corresponds to the vehicle operation plan shown in FIG.
[機能構成]
次に、車両運用計画作成装置10の機能構成について説明する。図3は、車両運用計画作成装置10の機能構成の一例を示すブロック図である。図3に示すように、車両運用計画作成装置10は、CPU100、ROM200、入力装置300、表示装置400、通信装置500、RAM600、記憶装置700、記憶媒体800により構成され、記憶媒体800以外の各部はバス900により接続されている。
[Function configuration]
Next, the functional configuration of the vehicle operation
CPU100は、入力される指示に応じて所定のプログラムに基づいた処理を実行して各機能部への指示やデータの転送等を行い、車両運用計画作成装置10を統括的に制御する。具体的には、CPU100は、入力装置300を介して入力される操作信号等に応じて、ROM200や記憶装置700が備える記憶媒体800内に格納された各種プログラムを読み出してRAM600に展開し、当該プログラムに従って処理を実行する。そして、この処理結果をRAM600に格納するとともに、当該処理結果を表示するための表示信号を表示装置400に出力する。さらに、RAM600内に格納した処理結果の一部或いは全てを、記憶媒体800へ保存する。
The
このCPU100により種々の機能が実現されるが、特に、車両運用計画を作成する機能部を車両運用計画作成部120と呼び、この車両運用計画作成部120において、車両運用ネットワークを生成する機能部を車両運用ネットワーク生成部122、巡回路を探索する機能部を巡回路探索部124と呼び、以下説明する。
Various functions are realized by the
車両運用計画作成部120は、後述する車両運用ネットワーク生成部122に車両運用ネットワーク生成処理を実行させ、生成した車両運用ネットワークを構成する検査可能アークに対して、その検査周期に従って車両検査を割り当てる。尚、本実施形態では、仕業検査の検査周期の上限を3日とし、交番検査を1回実施することによりその検査周期が満足されることとする。そして、車両運用計画作成部120は、巡回路探索部124に巡回路探索処理を所定回数繰り返し実行させる制御を行い、巡回路探索部124により探索された巡回路の内、評価値が最良となる巡回路を車両運用計画として出力する。
The vehicle operation
車両運用ネットワーク生成部122は、記憶媒体800に格納される列車ダイヤデータ820に基づいて、図2に示して説明した車両運用ネットワークを生成する。
The vehicle operation
具体的には、車両運用ネットワーク生成部122は、先ず、列車ダイヤを構成する各列車を表す各ノードのコストとして総運転時分をそれぞれ設定する。また、車両運用ネットワーク生成部122は、接続可能な列車を表すノード間を連結するアークの種類(アーク種別)を設定するとともに、各アークのコストとして発着時間間隔をそれぞれ設定する。
Specifically, the vehicle operation
次に、車両運用ネットワーク生成部122は、先ノードにより表される列車の始発駅が車両基地を備えた駅であるアーク、或いは元ノードにより表される列車の終着駅が車両基地を備えた駅であるアークであって、前述のようにコストとして設定される着発時間間隔により元ノード及び先ノードの列車同士の接続の間合いに車両検査が可能と判断されたアークのリスト(検査可能アークリスト)を作成する。詳細には、車両運用ネットワーク生成部122は、交番検査が実施可能なアークのリストと、仕業検査が実施可能なアークのリストをそれぞれ作成する。
Next, the vehicle operation
そして、車両運用ネットワーク生成部122は、各ノードを設定されたアーク種別のアークにより連結するとともに、検査可能アークリストに従って、該当するアークに車両検査が実施可能であることを示すマーク(交番検査可能マーク或いは仕業検査可能マーク)を付して、車両運用ネットワークを生成する。
The vehicle operation
巡回路探索部124は、車両運用ネットワーク生成部122により生成された車両運用ネットワークの巡回路を探索する。具体的には、巡回路探索部124は、車両運用ネットワークを構成する全てのノードを一度だけ通過する巡回路であって、車両検査をするとして割り当てられた全ての検査可能アークを含む巡回路を探索する。
The
ROM200には、各種初期設定、ハードウェアの構成、又は必要なプログラムのロード等を行うための初期プログラムが格納される。
The
入力装置300は、カーソルキー、テンキー、各種ファンクションキー等を備えたキーボード、及びマウス等のポインティングデバイス等により実現されるものであり、これらが操作された場合には、その操作に応じた操作信号をCPU100に出力する。
The
表示装置400は、例えば、LCD(Liquid Crystal Display)やELD(Electronic Luminescent Display)等の表示装置であり、CPU100から入力される表示信号に基づく各種画面を表示する。
The
通信装置500は、装置内部で利用される情報を通信回線を介して外部とやりとりするための装置であり、他の装置との通信を行うための制御を行う。
The
RAM600は、CPU100の作業用メモリとして用いられる半導体メモリであり、CPU100が実行するプログラムや、これらプログラムの実行に係るデータ等を一時的に保持するメモリ領域を備える。特に、本実施形態を実現するため、巡回路の候補解とその評価値を保持する候補解格納領域620と、巡回路の最良解とその評価値を保持する最良解格納領域640と、車両運用ネットワークのデータを保持する車両運用ネットワークデータ格納領域660とを備え、車両運用ネットワークデータ格納領域660には、特に、コストデータ662及び検査可能アークリスト664が格納される。
The
コストデータ662には、上記したように車両運用ネットワーク生成部122により各アーク及び各ノードにそれぞれ設定されるコストが格納される。図4は、コストデータ662の一例を示す図である。図4に示すように、コストデータ662には、ノードコストデータ662a及びアークコストデータ662bが格納される。ノードコストデータ662aには、各列車を表すノードを示すノード番号と対応付けて、それぞれコストが設定される。そして、アークコストデータ662bには、接続可能な列車同士の接続を表すアークを示すアーク番号と対応付けて、アーク種別と、コストとがそれぞれ設定される。
The
検査可能アークリスト664には、上記したように車両運用ネットワーク生成部122により生成される検査可能アークリストが格納される。図5は、検査可能アークリスト664の一例を示す図である。図5に示すように、検査可能アークリスト664には、交番検査可能アークリスト664a及び仕業検査可能アークリスト664bが格納される。交番検査可能アークリスト664aには、接続の間合いに交番検査が実施可能な列車同士の接続を表すアークのアーク番号の一覧が格納される。そして、仕業検査可能アークリスト664bには、接続の間合いに仕業検査が実施可能な列車同士の接続を表すアークのアーク番号の一覧が格納される。
The
記憶装置700は、磁気的、光学的記憶媒体、或いは半導体メモリ等で構成される記憶媒体800を備える。この記憶媒体800は、記憶装置700に固定的に設けたもの、或いは着脱自在に装着するものであり、各種処理プログラムや、これらの処理プログラムにより処理されたデータ等が記憶される。特に、本実施形態を実現するため、列車ダイヤデータ820と、車両運用計画データ840と、車両運用計画作成プログラム860とが格納される。
The
列車ダイヤデータ820には、列車ダイヤを構成する各列車の列車情報が蓄積される。この列車情報には、例えば、当該列車の列車番号や列車種別、当該列車が着発する各駅における着発時刻といった情報が含まれる。また、車両運用計画データ840には、本車両運用計画作成装置10により作成・確定された巡回路の最良解が車両運用計画データとして格納される。
In the
車両運用計画作成プログラム860は、CPU100を車両運用計画作成部120として機能させるためのプログラムであり、この車両運用計画作成プログラム860は、車両運用計画作成部120を車両運用ネットワーク生成部122として機能させるためのプログラムである車両運用ネットワーク生成プログラム862と、車両運用計画作成部120を巡回路探索部124として機能させるためのプログラムである巡回路探索プログラム864とを含む。
The vehicle operation
[処理の流れ]
次に、本実施形態における車両運用計画作成処理の流れについて説明する。図6は、車両運用計画作成処理の実行に係る車両運用計画作成部120の処理フローの一例を示す図である。この車両運用計画作成処理は、車両運用計画作成部120が車両運用計画作成プログラム860を読み出して実行することにより実現される。
[Process flow]
Next, the flow of the vehicle operation plan creation process in this embodiment will be described. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a process flow of the vehicle operation
先ず、車両運用計画作成部120は、例えば、候補解の生成回数(後述するループAのループ回数)や最良解及びその評価値が格納される最良解格納領域640の初期化といった、初期設定処理を実行する(ステップS10)。
First, the vehicle operation
続いて、車両運用ネットワーク生成部122が、車両運用ネットワーク生成処理を実行する(ステップS15)。図7は、車両運用ネットワーク生成処理の実行に係る車両運用ネットワーク生成部122の処理フローの一例を示す図である。この車両運用ネットワーク生成処理は、車両運用ネットワーク生成部122が車両運用ネットワーク生成プログラム862を読み出して実行することにより実現される。
Subsequently, the vehicle operation
車両運用ネットワーク生成部122は、先ず、列車ダイヤを構成する各列車同士が接続可能であるか否かを判断し、当該列車ダイヤを構成する全てのノードと、接続可能な列車を表すノード間を連結するアークについて、コストデータ662を作成する(ステップS152)。
The vehicle operation
具体的には、車両運用ネットワーク生成部122は、列車ダイヤデータ820をもとに、各列車を表すノードのコストとして総運転時分をそれぞれ設定して、ノードコストデータ662aとしてコストデータ662に格納する。
Specifically, the vehicle operation
また、車両運用ネットワーク生成部122は、各アークの種類(アーク種別)を設定する。具体的には、車両運用ネットワーク生成部122は、当日中に接続可能な列車を表すノード間のアーク種別に当日接続アークを設定し、翌日に接続可能な列車を表すノード間のアーク種別に翌日接続アークを設定する。また、車両運用ネットワーク生成部122は、列車間の着発駅が異なる場合、回送列車として運転されることで当日中に接続可能な列車を表すノード間のアーク種別に回送付当日接続アークを設定し、回送列車として運転されることで翌日に接続可能な列車を表すノード間のアーク種別に回送付翌日接続アークを設定する。そして、車両運用ネットワーク生成部122は、以上のように設定された各アークのコストとして発着時間間隔をそれぞれ設定して、設定したアーク種別とともにアークコストデータ662bとしてコストデータ662に格納する。
Moreover, the vehicle operation network production |
次に、車両運用ネットワーク生成部122は、車両検査の実施条件を満足する検査可能アークリスト664を作成する(ステップS154)。
Next, the vehicle operation
具体的には、車両運用ネットワーク生成部122は、列車ダイヤデータ820をもとに、先ノードにより表される列車の始発駅が車両基地を備えた駅であるアーク、或いは元ノードにより表される列車の終着駅が車両基地を備えた駅であるアークを抽出する。
Specifically, the vehicle operation
そして、車両運用ネットワーク生成部122は、抽出したアークの中から、先ノードにより表される列車の始発時刻或いは元ノードにより表される列車の終着時刻とをもとに、交番検査が実施可能な時間帯に関する実施条件を満足すると判断されたアークであって、前述のようにコストとして設定される着発時間間隔により元ノード及び先ノードの列車同士の接続の間合いに交番検査が可能なアークを抽出し、交番検査可能アークリスト664aとして検査可能アークリスト664に格納するとともに、同様にして、仕業検査が可能なアークを抽出し、仕業検査可能アークリスト664bとして検査可能アークリスト664に格納する。
And the vehicle operation network production |
そして、車両運用ネットワーク生成部122は、車両運用ネットワークデータ格納領域660を参照して、車両運用ネットワークを生成する(ステップS156)。この際、車両運用ネットワーク生成部122は、コストデータ662に格納されるアークコストデータをもとに、接続可能なノード間を該当するアーク種別のアークにより連結する。さらにこの際、車両運用ネットワーク生成部122は、検査可能アークリスト664に格納される交番検査可能アークリスト664aをもとに、該当するアークに交番検査可能マークを付すとともに、仕業検査可能アークリスト664bをもとに、該当するアークに仕業検査可能マークを付す。
And vehicle operation network production |
図6に戻り、車両運用ネットワーク生成部122により実行される車両運用ネットワーク生成処理を終了すると、車両運用計画作成部120は、列車ダイヤデータ820を参照して、列車ダイヤを実現するために最低限必要な車両数(必要最低車両数)を取得し、この必要最低車両数に基づいて検査周期を満足するために最低限必要な仕業検査の回数を想定し、この回数から1を減算した値を仕業検査想定回数として仮決めする(ステップS20)。尚、必要最低車両数として、列車ダイヤにおいて同一の時間帯に運用される列車の最大数を取得する。
Returning to FIG. 6, when the vehicle operation network generation process executed by the vehicle operation
次に、車両運用計画作成部120は、生成した車両運用ネットワークに対して、実施順序に“0”を割り振って交番検査を割り当てる(ステップS25)。具体的には、車両運用計画作成部120は、検査可能アークリスト664を参照し、交番検査可能アークリスト664aから、アーク番号を例えば乱数を発生させてランダムに一つ選定し、該当するアークにより表される列車同士の接続の間合いに交番検査を実施することとして、実施順序に“0”を割り振る。
Next, the vehicle operation
続いて、車両運用計画作成部120は、ループAの処理を所定回数実行する(ステップS30〜ステップS55)。
Subsequently, the vehicle operation
ループAでは、車両運用計画作成部120は、先ず、生成した車両運用ネットワークに対して、実施順序として“1”以降の番号を割り振って仕業検査を割り当てる(ステップS35)。具体的には、車両運用計画作成部120は、検査可能アークリスト664を参照し、仕業検査可能アークリスト664bから、仕業検査想定回数個のアーク番号を例えばランダムに選定し、該当するアークにより表される列車同士の接続の間合いに仕業検査を実施することとして、選定した順に“1”以降の番号を割り振る。尚、仕業検査を割り当てる際に選定されるアーク番号は、交番検査の実施位置として選定されたアーク番号と重複しないように選定する必要があり、車両運用計画作成部120は、ステップS25で選定されたアーク番号と重複するアーク番号が選定された場合には、再度アーク番号を選定する。また、最終的に全てのノードを一度だけ通過して初期点に戻る巡回路を探索するため、ステップS25及びステップS35で選定される各検査可能アークの元ノード及び先ノードがそれぞれ重複しないように各アーク番号を選定する必要がある。したがって、車両運用計画作成部120は、選定された検査可能アークの元ノード或いは先ノードが、既に選定された検査可能アークの元ノード或いは先ノードの何れかと重複する場合にも、再度アーク番号を選定する。
In loop A, the vehicle operation
続いて、巡回路探索部124は、巡回路探索処理を実行する(ステップS40)。図8は、巡回路探索処理の実行に係る巡回路探索部124の処理フローの一例を示す図である。この巡回路探索処理は、巡回路探索部124が巡回路探索プログラム864を読み出して実行することにより実現される。
Subsequently, the traveling
巡回路探索部124は、先ず、対象実施番号kに“0”を代入して初期化する(ステップS400)。また、この際、巡回路を探索する際の作業用に用いられる確定パスP0が初期化される。
The
続いて、巡回路探索部124は、対象実施番号kをもとに起点ノードS及び終点ノードEを設定して、選定アーク間を決定する(ステップS410)。具体的には、巡回路探索部124は、対象実施番号kの値が実施番号として割り振られた検査可能アークの先ノードを起点ノードSとし、k+1の値が実施番号として割り振られた検査可能アークの元ノードを終点ノードEとして、起点ノードSと終点ノードE間を選定アーク間に決定する。
Subsequently, the traveling
例えば、対象実施番号kに初期値“0”が設定されている場合には、選定アーク間は、実施番号に“0”が割り振られた検査可能アーク(交番検査可能アーク)の先ノードである起点ノードSと、実施番号に“1”が割り振られた検査可能アーク(仕業検査可能アーク)の元ノードである終点ノードEとの間に設定される。尚、対象実施番号kが仕業検査想定回数と一致する場合には、選定アーク間は、実施番号に“k”が割り振られた検査可能アークの先ノードである起点ノードSと、“0”が割り振られた検査可能アーク(交番検査可能アーク)の元ノードである終点ノードEとの間に設定される。 For example, when the initial value “0” is set for the target execution number k, the interval between the selected arcs is the destination node of the inspectable arc (alternate inspection possible arc) assigned “0” for the execution number. It is set between the start node S and the end node E which is the original node of the inspectable arc (work inspection inspectable arc) assigned “1” as the execution number. When the target execution number k matches the estimated number of work inspections, between the selected arcs, the start node S that is the destination node of the inspectable arc assigned “k” as the execution number and “0” It is set between the end node E, which is the original node of the allocated checkable arc (alternate checkable arc).
続いて、巡回路探索部124は、コストデータ662を参照して、起点ノードSから終点ノードEへの最短路(アークでつないだパス全体のコストが最低となるパス)を探索する(ステップS420)。本実施形態では、この最短路は、例えば、最短経路問題を解く公知のアルゴリズムであるダイクストラ法と呼ばれる技術を用いて探索される。尚、この起点ノードSから終点ノードEへのパスの探索方法は、ダイクストラ法に限定されるものではない。例えば、貪欲法と呼ばれる技術を用いて、元ノードと連結されるアークの内、最もコストの小さいアークを選択することにより先ノードを順次選択していき、起点ノードSから終点ノードEへのパスを探索することとしてもよい。また、この際、確定パスP0に探索された最短路が追加されてできたパスが、候補解として候補解格納領域620に保持される。
Subsequently, the
図9は、このステップS420の処理により探索された最短路の一例を示す図である。尚、図9において、生成された車両運用ネットワークを構成するノードの一部を示している。この図9に示す最短路は、例えば、車両運用ネットワークを構成する検査可能アークから任意に選定されて車両検査が割り当てられた交番検査可能アークA100の先ノードである起点ノードN100、及び仕業検査可能アークA110の元ノードである終点ノードN110との間を対象選定アーク間とした場合に探索された、起点ノードSから終点ノードEまでの最短路を示している。 FIG. 9 is a diagram showing an example of the shortest path searched by the process of step S420. FIG. 9 shows a part of the nodes constituting the generated vehicle operation network. The shortest path shown in FIG. 9 is, for example, a starting node N100 that is a destination node of the alternating inspectable arc A100 that is arbitrarily selected from the inspectable arcs constituting the vehicle operation network and assigned the vehicle inspection, and can be inspected. The shortest path from the start node S to the end node E, which is searched when the distance from the end node N110 that is the original node of the arc A110 is set as the target selection arc, is shown.
続いて、巡回路探索部124は、対象選定アーク間のパスに含まれるアークのうち、日またぎが生じているアーク、すなわち翌日接続アーク或いは回送付翌日接続アークの数を計数する(ステップS430)。そして、巡回路探索部124は、計数されたアーク数が仕業検査周期(3日)と一致するか否かを判定し、一致しない場合には(ステップS440:NO)、パス追加処理に移行する(ステップS450)。
Subsequently, the traveling
図10は、パス追加処理の一例を示すフローチャートである。図10に示すように、巡回路探索部124は、先ず、日またぎが生じているアークのうち、起点ノードSに最も近いアークを切断する(ステップS452)。続いて、巡回路探索部124は、未到達のノード(パスとして選択されていないノード)の中から、切断されたアークの元ノードの表す列車と当日に接続することが可能で、且つ着時刻が最も遅い時刻であるノードに到達するアークを順次選択して追加パスを生成する(ステップS454)。また、この際、追加パスが確定パスに追加されて、確定パスP0が更新される。尚、巡回路探索部124は、切断されたアークの元ノードの表す列車と当日に接続することが可能で、且つ着時刻が最も遅い時刻である未到達のノードが終点ノードEの場合には、二番目に着時刻が遅いノードに到達するアークを順次選択して追加パスを生成する。そして、巡回路探索部124は、起点ノードSを、追加パスが到達する最先のノードに更新する(ステップS456)。
FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of the path addition process. As shown in FIG. 10, the traveling
尚、パス追加処理では、ステップS452において、日またぎが生じているアークのうちの起点ノードSに最も近いアークを切断することとしたが、他の方法を用いてもよい。すなわち、例えば、対象選定アーク間のパスに日またぎのアークが複数含まれる場合に、切断する日またぎのアークを乱数を用いてランダムに決定することとしてもよい。また、対象選定アーク間のパスに含まれる日またぎのアーク毎に、それぞれ当該日またぎのアークを切断したと仮定して追加パスを生成し、追加パスに含まれるアーク数やノード数に基づいて切断する日またぎのアークを決定することとしてもよい。例えば、切断することでアーク数或いはノード数が最も多く含まれる追加パスが生成されると判断された日またぎのアークを切断するアークに決定することとしてもよい。 In the path addition process, in step S452, the arc closest to the starting node S among the arcs that are straddled is cut, but other methods may be used. In other words, for example, when a plurality of arcs that span between the objects are included in the path between the target selection arcs, the arcs that are to be cut may be randomly determined using a random number. Also, for each straddling arc included in the path between the target selection arcs, an additional path is generated on the assumption that the straddling arc is cut, and based on the number of arcs and nodes included in the additional path It is good also as determining the arc of the day straddling to cut. For example, it may be determined as an arc that cuts a cross-day arc determined to generate an additional path that includes the largest number of arcs or nodes by cutting.
図11は、対象選定アーク間のパスの生成過程を説明するための図であり、図9に示す対象選定アーク間のパスを修正する様子を示している。図11(a)において、対象選定アーク間のパスを構成するアークの中から、日またぎが生じているアークであって、起点ノードSに最も近いアーク(細線の実線で示す翌日接続アークA200)が切断されている。この切断された翌日接続アークA200の元ノードN200と連結される未到達のノードのうち、同日中に運転される列車であって着時刻が最も遅くなるノードに到達するためのアークが順次選択されて追加パスが生成される。 FIG. 11 is a diagram for explaining a process of generating a path between target selection arcs, and illustrates how the path between target selection arcs shown in FIG. 9 is corrected. In FIG. 11 (a), among the arcs constituting the path between the target selection arcs, the arc that is straddling and that is closest to the starting node S (the next day connection arc A200 indicated by a thin solid line) Is disconnected. Of the unreachable nodes connected to the former node N200 of the next-day connection arc A200 that has been disconnected, arcs that reach the node that arrives on the same day and has the latest arrival time are sequentially selected. Additional paths are generated.
例えば、図11(b)では、ノードN200からノードN300へのパスが追加パスとして生成されており、ノードN300が起点ノードSに変更されている。 For example, in FIG. 11B, a path from the node N200 to the node N300 is generated as an additional path, and the node N300 is changed to the starting node S.
図8に戻り、巡回路探索部124は、ステップS450のパス追加処理を終了すると、ステップS420に移行して、ステップS440において日またぎが生じているアーク数が仕業検査周期と一致すると判断されるまで、上記した処理を繰り返す。
Returning to FIG. 8, when the
図11(c)は、(b)に示して説明したように変更された起点ノードSから、終点ノードEへの最短路が探索されることにより修正された対象選定アーク間のパスの一例を示す図である。尚、このパスに含まれる、日またぎが生じているアークは二本(翌日接続アークA400及びA410)であり、仕業検査の検査周期(3日)と一致しないため、起点ノードSから最も近い日またぎのアーク(翌日接続アークA400)を切断して、上記した処理が再度実行される。また、対象選定アーク間のパスを構成する日またぎのアーク数が仕業検査の検査周期と一致すると、当該対象選定アーク間のパスが確定される。そして、車両検査が割り当てられた検査可能アークの実施順序に従って対象選定アーク間が変更されて、順次対象選定アーク間のパスが決定されていく。すなわち、これにより、予め車両検査を割り当てた検査可能アーク間である対象選定アーク間のパスを、車両がその検査周期内でできるだけ多くの列車を運行するように修正することができる。 FIG. 11C illustrates an example of a path between target selection arcs that has been corrected by searching for the shortest path from the starting node S changed to the ending node E as illustrated in FIG. FIG. Note that there are two arcs included in this path that have crossed days (next-day connection arcs A400 and A410), which do not match the inspection cycle (3 days) of the work inspection. The scissor arc (next day connection arc A400) is cut, and the above-described processing is executed again. Further, when the number of straddling arcs constituting the path between the target selection arcs coincides with the inspection period of the work inspection, the path between the target selection arcs is determined. And between the object selection arcs is changed according to the execution order of the inspectable arcs to which the vehicle inspection is assigned, and the paths between the object selection arcs are sequentially determined. That is, this makes it possible to correct the path between the target selection arcs, which are between the inspectable arcs to which vehicle inspection is assigned in advance, so that the vehicle operates as many trains as possible within the inspection cycle.
そして、図8に示すステップS440において、日またぎが生じているアーク数が仕業検査周期と一致すると判断された場合には、続いて、巡回路探索部124は、対象実施番号kが仕業検査想定回数と一致するか否かを判定して、一致しない場合には(ステップS460:NO)、対象実施番号kをインクリメントした後(ステップS470)、ステップS410に移行して上記した処理を繰り返し実行する。これにより、上記したように順次選定アーク間が変更されて、順次選定アーク間パスが生成されて、巡回路が完成される。
Then, in step S440 shown in FIG. 8, when it is determined that the number of arcs that have passed over the day coincides with the work inspection cycle, the traveling
そして、ステップS460において、仕業検査想定回数を満足していると判定した場合には、巡回路探索部124は、候補解の評価値を以下の数式(1)に従って算出する(ステップS480)。
これにより、巡回路探索部124は、例えば、候補解の表す車両運用計画において使用する車両の数(行路数)、回送列車の本数や走行距離といった項目を評価基準として、候補解の評価値を算出することができる。
Thereby, for example, the traveling
図6に戻り、巡回路探索部124により実行される巡回路探索処理を終了すると、車両運用計画作成部120は、最良解格納領域640に格納される最良解の評価値と、候補解格納領域620に格納される候補解の評価値とを比較し(ステップS45)、新たに探索された候補解が最良解よりも評価が高い場合に、最良解格納領域640を候補解格納領域620で更新する(ステップS50)。
Returning to FIG. 6, when the traveling route search process executed by the traveling
以上説明したように、候補解は、選定された交番検査可能アークの先ノードを初期点とした巡回路であり、得られた巡回路により表される車両運用計画において仕業検査の検査周期を満たすとともに、この検査周期内で車両により運用される列車ができるだけ多くなるように巡回路の修正を繰り返し、最終的に生成した巡回路に対して、車両運用計画に対する要望に基づいた評価を行うことにより作成される。 As described above, the candidate solution is a circuit having an initial point at the destination node of the selected alternating inspection possible arc, and satisfies the inspection period of the operation inspection in the vehicle operation plan represented by the obtained circuit. At the same time, the correction of the circuit is repeated so that as many trains as possible are operated by the vehicle within this inspection cycle, and the final generated circuit is evaluated based on the request for the vehicle operation plan. Created.
さて、ループAを終了すると、車両運用計画作成部120は、最良解の巡回路が、全てのノードを一度だけ通過して初期点に戻る巡回路であるか否かを判定することで、当該最良解が完全であるか、不完全であるかを判断する(ステップS60)。そして、車両運用計画作成部120は、得られた最良解が不完全であると判断した場合には、仕業検査想定回数をインクリメントして1増加させ(ステップS65)、ステップS25に戻って上記した処理を繰り返す。
When the loop A ends, the vehicle operation
これにより、得られた最良解が不完全の場合には、行路数がステップS20で取得した必要最低車両数となる車両運用計画は作成できないと判断し、必要最低車両数、すなわち仕業検査想定回数を増加させて、最良解の作成処理をやり直すことができる。 As a result, if the obtained best solution is incomplete, it is determined that a vehicle operation plan in which the number of roads is the required minimum number of vehicles acquired in step S20 cannot be created. And the best solution creation process can be redone.
また、ステップS60において、得られた最良解が完全であると判断した場合には、最良解により表される車両運用計画を車両運用計画データ840として記憶媒体800に格納し、例えば表示装置400に出力して(ステップS70)、本処理を終了する。
If it is determined in step S60 that the obtained best solution is complete, the vehicle operation plan represented by the best solution is stored in the
以上説明したように、本実施形態によれば、候補解は、車両検査を割り当てた選定アーク間の最短路(アークでつないだパス全体のコストが最低となるパス)を探索するとともに、各検査の検査周期内で車両ができるだけ多くの列車を運行するように最短路の修正を繰り返す処理を、各選定アーク間について行うことで、車両検査の実施条件を満足する巡回路を生成し、車両運用計画に対する要望に基づいた評価を行うことにより作成される。したがって、上記した車両運用計画の作成に係る制約を守り、且つ車両運用計画に対する要望をなるべく反映するような車両運用計画を作成することができる。 As described above, according to the present embodiment, the candidate solution searches for the shortest path between the selected arcs to which vehicle inspection is assigned (the path with the lowest cost of the entire path connected by the arc) and each inspection. The process of repeating the correction of the shortest path so that the vehicle operates as many trains as possible within the inspection cycle is performed between each selected arc, thereby generating a circuit that satisfies the conditions for vehicle inspection and vehicle operation. It is created by performing an evaluation based on the request for the plan. Therefore, it is possible to create a vehicle operation plan that observes the restrictions relating to the creation of the vehicle operation plan described above and reflects requests for the vehicle operation plan as much as possible.
尚、上記した実施形態では、各アークに対して、元ノードにより表される列車の終着時刻と、先ノードにより表される列車の始発時刻との時間間隔(着発時間間隔)をコストとして設定することとしたが、以下のようにしてもよい。 In the above-described embodiment, for each arc, the time interval (departure time interval) between the train end time represented by the original node and the train start time represented by the previous node is set as a cost. However, it may be as follows.
すなわち、翌日に接続可能な列車を表すノード間を連結するアークに対して設定するコストを調整することとしてもよい。具体的には、これらのアークには、元ノードにより表される列車の終着時刻から、例えば午前3時までの時間間隔をコストとして設定することとしてもよい。午前3時から始発時刻までの時間帯と、日中の時間帯とではそのコストを同一に扱えないからである。 That is, it is good also as adjusting the cost set with respect to the arc which connects between the nodes showing the train which can be connected on the next day. Specifically, for these arcs, a time interval from the train arrival time represented by the original node to 3 am, for example, may be set as a cost. This is because the cost cannot be handled in the same manner between the time zone from 3 am to the first departure time and the daytime time zone.
また、車両が回送列車として運転されることで接続可能な列車同士の接続を表す回送付当日接続アークや回送付翌日接続アークに対して、着発時間間隔に所定の値を加算した値をコストとして設定することとしてもよい。また、この際、当該回送列車の走行時間等を加味して前記加算する所定の値を変更することとしてもよい。アークでつないだパス全体のコストが最低となるパスが最短路として探索される(図8のステップS420)ので、ノード間を連結するアークに対応する列車同士の接続が回送列車を利用する場合に、当該アークに設定されるコストに大きい値を設定することで、なるべく該当するノード同士が接続されないように配慮することができるからである。これにより、なるべく回送列車を運転しない車両運用計画を作成することができる。 In addition, a value obtained by adding a predetermined value to the arrival / departure time interval for the sending day connection arc and the next day connection arc representing the connection between trains that can be connected by driving the vehicle as a forwarding train. It is good also as setting as. At this time, the predetermined value to be added may be changed in consideration of the traveling time of the forward train. Since the path with the lowest cost of the entire path connected by the arc is searched as the shortest path (step S420 in FIG. 8), when the connection between the trains corresponding to the arc connecting the nodes uses the forward train This is because, by setting a large value for the cost set for the arc, consideration can be given so that the corresponding nodes are not connected as much as possible. Thereby, the vehicle operation plan which does not drive a forwarding train as much as possible can be created.
また、図6に示して説明した車両運用計画作成処理を、複数の異なる交番検査案に対して行うこととしてもよい。これによれば、より最良の巡回路を探索することができる。 Moreover, it is good also as performing the vehicle operation plan preparation process shown and demonstrated in FIG. 6 with respect to a several different alternating inspection plan. According to this, it is possible to search for the best circuit.
また、列車ダイヤは、記憶媒体800内に保存されていることとして説明したが、例えば、通信装置500及び通信回線を介して列車ダイヤデータが格納されるデータベースとデータ通信を行い、該当する列車ダイヤデータをダウンロードすることとしても勿論構わない。
Further, although the train diagram has been described as being stored in the
10 車両運用計画作成装置
100 CPU
110 車両運用計画作成部
112 車両運用ネットワーク生成部
114 巡回路探索部
200 ROM
300 入力装置
400 表示装置
500 通信装置
600 RAM
620 候補解格納領域
640 最良解格納領域
660 車両運用ネットワークデータ格納領域
662 検査可能アークリスト
664 コストデータ
700 記憶装置
800 記憶媒体
820 列車ダイヤデータ
840 車両運用計画データ
860 車両運用計画作成プログラム
862 車両運用ネットワーク生成プログラム
864 巡回路探索プログラム
10 vehicle operation
110 Vehicle operation plan creation unit 112 Vehicle operation network generation unit 114 Travel
300
620 Candidate
Claims (7)
複数の列車及び各列車の着発時刻のデータを有する列車ダイヤをもとに、前記列車ダイヤを構成する各列車を表すノード同士を、列車同士を接続することを表すアークにより結んだ車両運用ネットワークを生成する生成手段、
前記各アークについて、少なくとも、当該アークの元ノードに対応する列車の着時刻、及び、当該アークの先ノードに対応する列車の発時刻に基づいてコストを設定するコスト設定手段、
前記各アークのうち、当該アークの元ノード及び先ノードの列車同士の接続の間合いに車両検査を行うアークを選定する検査アーク選定手段、
前記車両運用ネットワークのノードの内、所与のノードを初期点とし、アークを順次選択することによって全てのノードを1度だけ通過して初期点に戻る巡回路であって前記検査アーク選定手段により選定されたアークを含む巡回路を探索する巡回路探索手段、
前記巡回路探索手段により探索された巡回路を基に車両運用計画を作成する作成手段、
として機能させるためのプログラム。 Computer
Based on a train diagram having a plurality of trains and arrival / departure time data of each train, a vehicle operation network in which nodes representing each train constituting the train diagram are connected by an arc representing that the trains are connected to each other. Generating means for generating
Cost setting means for setting the cost based on at least the arrival time of the train corresponding to the original node of the arc and the departure time of the train corresponding to the destination node of the arc for each arc.
Inspection arc selection means for selecting an arc for performing vehicle inspection between the trains of the original node and the destination node of the arc among the arcs,
A circuit that takes a given node as an initial point from among the nodes of the vehicle operation network and returns to the initial point by passing through all the nodes once by sequentially selecting arcs. A circuit search means for searching for a circuit including the selected arc;
Creating means for creating a vehicle operation plan based on the circuit searched by the circuit search means;
Program to function as.
前記選定されたアークのうち、第iアーク(iは整数)の先ノードから第i+1アークの元ノードまでをつなぐアークのパスを決定する選定アーク間パス決定手段を有し、
前記iの値を0から順次変更して前記選定アーク間パス決定手段にパスを決定させていくことにより、前記選定されたアーク全てを含む巡回路を探索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。 The circuit search means includes
Among the selected arcs, there is a path selection means between selected arcs that determines a path of an arc that connects from the previous node of the i-th arc (i is an integer) to the original node of the i + 1-th arc,
For causing the computer to function to search for a circuit including all of the selected arcs by sequentially changing the value of i from 0 and causing the selected inter-arc path determining means to determine a path. The program according to claim 1.
前記各アークについて、少なくとも、当該アークの元ノードに対応する列車の着時刻、及び、当該アークの先ノードに対応する列車の発時刻に基づいてコストを設定するコスト設定手段と、
前記各アークのうち、当該アークの元ノード及び先ノードの列車同士の接続の間合いに車両検査を行うアークを選定する検査アーク選定手段と、
前記車両運用ネットワークのノードの内、所与のノードを初期点とし、アークを順次選択することによって全てのノードを1度だけ通過して初期点に戻る巡回路であって前記検査アーク選定手段により選定されたアークを含む巡回路を探索する巡回路探索手段と、
前記巡回路探索手段により探索された巡回路を基に車両運用計画を作成する作成手段と、
を備える車両運用計画作成装置。 Based on a train diagram having a plurality of trains and arrival / departure time data of each train, a vehicle operation network in which nodes representing each train constituting the train diagram are connected by an arc representing that the trains are connected to each other. Generating means for generating
For each arc, at least, a cost setting means for setting the cost based on the arrival time of the train corresponding to the original node of the arc, and the departure time of the train corresponding to the destination node of the arc;
Among the arcs, inspection arc selection means for selecting an arc for performing vehicle inspection between the trains of the original node and the destination node of the arc,
A circuit that takes a given node as an initial point from among the nodes of the vehicle operation network and returns to the initial point by passing through all the nodes once by sequentially selecting arcs. A circuit search means for searching for a circuit including the selected arc;
Creating means for creating a vehicle operation plan based on the circuit searched by the circuit search means;
A vehicle operation plan creation device comprising:
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