JP2012076708A

JP2012076708A - 運行整理案作成装置及び方法

Info

Publication number: JP2012076708A
Application number: JP2010226150A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Ichihara; 大助市原
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2010-10-06
Filing date: 2010-10-06
Publication date: 2012-04-19

Abstract

【課題】列車遅延等が発生した場合に迅速な対応が必要な運転整理において、乗務員に大きな負担を与える乗務員運用の変更を行わずに輸送量の増加を図ることができる仕組みを提供する。
【解決手段】列車の分割・併合可能駅を検索し、分割・併合可能駅までの列車混雑予想を用いて乗客の輸送量が適切であるか判断する。そして輸送量が適切でない場合、分割・併合場所および予測ダイヤを用いて分割・併合場所に該当列車及びその後続列車がいつ到着するか情報を取得し、分割・併合を行う時間が確保できるか判断する動作を行う。そして分割・併合により輸送量の最適化が図れるように運転整理案を作成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、鉄道機関での車両編成変更をリアルタイムに提供するための技術に関するものであり、その中でも特に、事故などでダイヤが乱れた場合や輸送量過多／過少の場合に、列車の混雑度を考慮して、乗客をより効率的に輸送できるように車両編成変更を提案する技術に関するものである。

正常時の列車の運行は、あらかじめ作成された実施ダイヤに基づいて運行管理システムが自動的に列車を制御する。

列車遅延が発生した場合、列車遅延した対象列車およびその後続列車については大幅に乗車率が増加する。このような場合、列車遅延を迅速に回復する目的で運転整理が実施される。しかし、列車を運行させるためには列車ダイヤを変更するのみでなく乗務員運用と車両運用を考慮した上で運転整理を行うことが必要であり、運転整理案確定前に乗務員運用を決定し、乗務員の負担が少ない割当を可能とする技術がある(特許文献１)。

ここでいう運転整理とは、列車遅延などを予測し、列車遅延等が発生し計画されているダイヤの変更が必要とされる場合に、列車指令員が運行管理システムを用いてダイヤの変更を実施する列車運用である。

また、混雑率の予想については、改札装置より乗客の入出記録を運転整理サーバに蓄積し、そのデータに基づいて、現在時刻における乗客数と、それ以降の乗客数の変動を列車の回復ダイヤに合わせて計算し、各駅での滞留乗客数と列車の乗車率をシミュレーションして、その結果を指令員が利用する運転整理端末にダイヤグラムと共に表示する技術がある(特許文献２)。

特開2007-118674号公報特開2008-239116号公報

しかし、特許文献１の技術では、乗務員運用の変更を前提としているが、列車遅延による運転整理は迅速な対応が必要なため、突然の乗務員運用の変更は乗務員に大きな負担を与えることとなる。特許文献１では、乗務員運用を変更せずに、輸送量の増加を図ることができる仕組みについては考慮されていない。

上記課題を解決するために、列車編成数適正判断部、分割・併合可能判断部、ダイヤ適正判断部、運転整理提案部、運転整理案参照部を備えた装置を用いることで、輸送量の調整を行う運転整理案を作成する。具体的には、以下の処理を行う。
（１）列車の分割・併合可能駅を検索し、分割・併合可能駅までの列車混雑予想を用いて乗客の輸送量が適切であるか判断する。
（２）輸送量が適切でないと判断された分割・併合可能駅に対して、分割・併合可能な車両が存在するか確認する。
（３）分割・併合場所および予測ダイヤを用いて分割・併合場所に該当列車及びその後続列車がいつ到着するか情報を取得し、分割・併合を行う時間が確保できるか判断する動作を行う。
（４）分割・併合により輸送量の最適化が図れるように運転整理案を作成、表示し、計画ダイヤの変更をする。

この発明により、乗務員運用を変更することなく乗客の混雑状況を加味した車両編成が可能となる。その結果、ひいては車両を走らせるために必要な電力を節約することも可能となる。

本実施例のハードウエア構成図車両編成処理のフローチャート運転整理提案方法における操作画面例1 運転整理提案方法における操作画面例2 列車遅延による混雑緩和の運転整理提案方法における操作画面例3 計画ダイヤのデータ構成例実績ダイヤのデータ構成例分割・併合対象列車テーブルのデータ構成例分割・併合可能駅テーブルのデータ構成例列車情報テーブルのデータ構成例車両情報テーブルのデータ構成例編成数整理テーブルのデータ構成例予測ダイヤのデータ構成例

以下図面を参照しながら、本発明の詳細を説明する。

＜発明の概要＞
車両編成変更に伴う運転整理案作成サーバを用いて混雑状況をリアルタイムで予想し、混雑が予想される対象列車に対しては本サーバが車両を併合できる駅を検索し、列車を併合する運転整理案を作成し、指令員端末に送信する。

当サーバにより作成された運転整理案に対して列車指令員が指令員端末を用いて承認し、その承認情報を車両編成変更に伴う運転整理案作成サーバに送信することで、運転整理案が運行管理システムへ反映され、列車併合による輸送量の増加が図れる。
また、上記のように、混雑時に列車を併合するのとは反対に、乗客が非常に少なく輸送量が過多、すなわち、輸送に無駄が生じている場合、本サーバが本サーバ内に持っている計画ダイヤ・車両運用情報を使って、車両編成を分割する。
これによって当該時点で最も良いと考えられる輸送量の調整を行うことが可能となる。以上のことから、運転整理による列車本数の変更を低減することができ、且つ本サーバが指令員端末へ運転整理案を提示し輸送量の調整を行うことが出来るため、乗務員運用の割当を大幅に変更することなく、より迅速に列車混雑の緩和および当該時点で最も良いと考えられる輸送量の調整が可能となる。

また、一度提案された運転整理案は編成数整理テーブルへ格納されるようにする。このことで、過去の運転整理案からどの車両基地に予備の車両確保しておくことが必要であるか統計的に把握でき、それら統計情報を用いることで列車遅延等による乗客の混雑に対する耐久性向上が見込まれる。

なお、車両編成を併合するとは、例えば６両編成の列車と６両編成の列車がそれぞれ存在し、それを合体させて１２両編成の１本の列車にすることである。

そして、車両編成を分割するとは、例えば１２両編成の列車をある駅にて６両編成と６両編成の２つの列車に分割して切り離すことである。
＜発明の詳細＞
図１に、本実施例のハードウエア構成図を示す。

本実施例は、車両編成変更に伴う運転整理案作成サーバ１１００と列車指令員が操作する指令員端末１２００とを備える。ここで車両編成変更に伴う運転整理案作成サーバは、列車編成数適正判断部１１１１、分割・併合可能判断部１１１２、ダイヤ適正部１１１３、運転整理提案部１１１４、運転整理案参照部１１１５、表示処理部１２１０、ファイル変更処理部１２２２を備える。

列車編成数適正判断部１１１１は、分割・併合可能駅テーブルからまだ検索されていない列車で、走行していない分割・併合可能駅を検索する。検索された分割・併合可能駅での車両情報、分割・併合可能駅までの列車混雑予想を用いて計画されている列車の編成数で予想された乗客の輸送量が確保できているか判断する。また、必要編成数を編成数整理テーブルへ書き込む。

分割・併合可能判断部１１１２は、列車編成数適正判断部より輸送量が適切でないと判断された分割・併合可能駅に対して、車両情報テーブルより分割・併合可能な車両が存在するか確認する。分割・併合可能な車両が存在した場合には、その検索駅を分割・併合可能駅として分割・併合対象列車テーブルへ書き込む動作を行う。

次に、ダイヤ適正判断部１１１３は、分割・併合場所および予測ダイヤを用いて分割・併合場所に該当列車及びその後続列車がいつ到着するか情報を取得し、分割・併合を行う時間が確保できるか判断する動作を行う。

運転整理提案部１１１４は、上記処理より得られた情報を用いて、分割・併合により輸送量の最適化が図れるように運転整理案を作成する。

運転整理案参照部１１１５は、列車指令員が指令員端末１２００により編成数整理テーブルに格納された過去に本サーバにより提案された運転整理案を参照することを可能とする。

次に指令員端末１２００について説明する。

指令員端末は列車の在線状況、進路制御情報、計画ダイヤ、予測ダイヤ等を車両編成変更に伴う運転整理案作成サーバから参照し、それら情報を表示画面１２１０に表示することができる端末である。
表示処理部１２２１は、車両編成変更に伴う運転整理案作成サーバ１１００より提案された運転整理案や過去の運転整理案の参照をする際に、ダイヤ図上に表示させる動作を行う。また、ファイル変更処理部１２２２は、運転整理案が列車指令員により承認されれば、計画ダイヤの変更をする動作を行う。

図２に本実施例の処理動作についてのフローチャートを示す。まず、作業時間帯（以下作時帯と称す）から運転時間帯（以下運時帯と称す）に入ると（ステップ1）車両編成変更に伴う運転整理案作成サーバの処理である車両編成変更提案は自動起動され、一定周期で動き続ける。また、在線している列車がなくなると停止する（ステップ26）。ここで、作業時間帯とは、営業運転終了後から翌日の営業運転開始までの保守作業等を行う時間帯のことである。また、運転時間帯とは営業運転開始から営業運転終了までの時間帯のことである。

計画ダイヤ取得（ステップ２）は車両編成変更に伴う運転整理案作成サーバの列車編成数適正判断部の処理であり、計画されている列車の各駅での出発時刻、到着時刻の情報を計画ダイヤ３より取得する。計画ダイヤ３は図６に示すように列車毎に各駅の到着時刻と出発時刻が格納されたテーブルである。また、取得した計画列車番号を分割・併合対象列車テーブル７へ書込む。分割・併合対象列車テーブル７は図８に示すように列車毎に既に分割併合が必要かどうか検索されたかどうかのフラグ、駅の走行実績、出発待ち状態を格納するテーブルである。

在線情報取得（ステップ４）は車両編成変更に伴う運転整理案作成サーバの列車編成数適正判断部の処理であり、計画されている列車が走行した実績を実績ダイヤ５より取得する。実績ダイヤ５は図７に示すように列車毎に各駅に対して到着時刻と出発時刻の実績時間を格納したテーブルである。また、取得した列車実績より、各駅での走行済み情報、出発待ち情報を分割・併合対象列車テーブル７へ書込む。出発待ち情報は、出発予定時刻から現在時刻を引いた値が出発待ち時分よりも大きい場合、分割・併合対象列車テーブル７に「１」を書き込む。出発予定時刻から現在時刻を引いた値が出発待ち時分よりも小さい場合には、分割・併合対象列車テーブル７に「０」を書き込む。

ここで、出発待ち時分はまだ走行していない列車に対して、出発時刻から何分前までの列車を運転整理の対象とするかを設定する値となる。

対象列車有無判断（ステップ６）は車両編成変更に伴う運転整理案作成サーバの列車編成数適正判断部の処理であり、分割・併合対象列車テーブル７より検索済みの列車、走行済みの列車、出発待ちの列車の情報を取得し、運転整理対象の列車があるか判断する。検索済みまたは全停車駅で走行済みの列車でない場合、または出発待ちの列車である場合は運転整理対象列車と判断する。運転整理対象列車と判断された場合は、分割・併合対象列車テーブルに該当列車が検索済みであることを示す１を書込む。

分割・併合可能駅情報取得（ステップ８）は車両編成変更に伴う運転整理案作成サーバの列車編成数適正判断部の処理であり、分割・併合可能駅テーブル９よりあらかじめ設定されている分割・併合可能な駅の情報を取得する。分割・併合可能駅テーブル９は上り下りに対して分割・併合可能な車両基地等が存在する駅が登録されているテーブルである。

列車混雑状況取得（ステップ１０）は車両編成変更に伴う運転整理案作成サーバの列車編成数適正判断部の処理であり、列車情報テーブル１２より各列車の編成種別、分割・併合可能編成単位、編成毎の最大輸送量、予想乗客数を取得する。列車情報テーブル１２は図１０に示すとおり列車毎に編成種別、分割可能編成単位、併合可能編成単位、編成毎最大輸送量、座席数、到着駅、発着時刻、予想降車数、待機乗客数、予想乗客数を格納したテーブルである。車両情報テーブル１３は分割併合可能駅に存在する車両基地等にある車両数を編成毎に格納したテーブルである。

車両情報取得（ステップ１１）は車両編成変更に伴う運転整理案作成サーバの列車編成数適正判断部の処理であり、列車情報テーブル１２より該当列車編成毎の最大輸送量を取得する。

車両編成数適正判断（ステップ１４）は車両編成変更に伴う運転整理案作成サーバの列車編成数適正判断部の処理であり、対象列車が走行している場所から進行方向に一番近い分割・併合可能駅を検索し、その駅に対して計画されている列車の編成数と予想された乗客の輸送量とを比較し、輸送量が適切であるか判断する。
列車編成数定期性判断は以下の計算式１により得られた値nにより判断する。

上記に示した計算式の結果で、以下のように判断することができる。
−３＜n≦−２；２分割可能編成分の分割が必要
−２＜n≦−１；２分割可能編成分の分割が必要
−１＜n≦０；計画輸送量は適正である
０＜n≦１；１併合可能編成分の併合が必要
１＜n≦２；２併合可能編成分の併合が必要
輸送量が適切であった場合は対象列車に対して２番目、３番目と近い順に分割・併合可能駅を検索し、同様に上述した計算式より、輸送量が最適であるか判断する。該当列車の全ての分割・併合可能駅にて輸送量が最適であると判断された場合は終了とする。また、輸送量が適切でなかった場合は、該当列車の該当駅に対して必要な編成数を編成数整理テーブル１５へ書き込む。編成数整理テーブル１５は図１２に示すように日付毎に列車番号、分割併合可能駅、計画輸送量、必要輸送量、分割必要編成数、併合必要編成数、分割併合可否、分割提案編成数、併合提案編成数が格納されたテーブルである。

例えば、A駅を出発した100列車は６両編成の列車であり、１両あたり１００名の乗客を乗せることが可能とする。A駅を出発した時点で５００名乗車しており、次の停車駅であるB駅では２００名の乗客が100列車を待っている。

また、この車両は３車両ごとに分割・併合が可能である列車である。このような場合、B駅で上述した計算式を用いると以下のようになる。
７００(必要輸送量)−６００(計画輸送量)／３００(併合可能な車両単位での輸送量)
＝０．３
以上の結果により、B駅において１併合可能編成数分の併合が必要であると判断される。
分割・併合可能判断（ステップ１６）は車両編成変更に伴う運転整理案作成サーバの分割・併合可能判断部の処理であり、列車編成数適正判断（ステップ１４）より輸送量が適切でないと判断された分割・併合可能駅に対して、車両情報テーブル１３より得られた情報を用いて分割・併合可能な車両が存在するか確認する。車両情報テーブル１３に格納されている分割・併合可能駅での車両数を検索し、併合に必要な車両数が確保できる場合には、併合が可能であると判断される。分割・併合可能な車両が存在した場合には、その検索駅を分割・併合可能駅として編成数整理テーブル１５へ１を書込む。分割・併合可能な車両が存在しなかった場合は、編成数整理テーブル１５へ０を書込む。

予測ダイヤ取得（ステップ１７）は車両編成変更に伴う運転整理案作成サーバのダイヤ適正判断部の処理であり、在線情報と計画ダイヤ１８から計算された列車運行予測情報を取得する。予測ダイヤ１８は図１３に示すように列車毎に駅の予想発着時刻が格納されたテーブルである。

ダイヤ適正判断（ステップ１９）は車両編成変更に伴う運転整理案作成サーバのダイヤ適正判断部の処理であり、分割・併合場所および予測ダイヤ１８を用いて分割・併合場所での該当列車及びその後続列車の到着時刻および発車時刻情報を取得し、分割・併合を行う時間が確保できるか判断する動作を行う。
ダイヤ適正判断は最小分割・併合時間と余裕時分を足した値が、後続列車予想時刻から該当列車予想時刻を引いた値より小さいかどうかで判断する。

上記計算の結果、最小分割・併合時間と余裕時分を足した値が、後続列車予想時刻から該当列車予想時刻を引いた値より小さい場合、分割・併合するだけの余裕時間があると判断する。また、上記計算の結果「大きい」場合は、分割・併合するために必要な時間が確保できないと判断し、該当駅での分割・併合による運転整理案の提示を終了し、ステップ１４に戻る。
例えば、B駅にて１３：００に到着予定の100列車を併合する場合、５分の時間を要し、余裕時間として２分見積もり、合計で併合にかかる時間が７分間だとする。しかし、100列車の後続列車である101列車の到着予定時間が１３：０５であり、併合作業をしているうちに後続列車が到着してしまうため、このようなケースでは分割・併合に最適なダイヤでないと判断される。
運転整理提案（ステップ２０）は車両編成変更に伴う運転整理案作成サーバの運転整理提案部の処理であり、分割・併合可能駅で列車が分割・併合を行うために必要な最小停車時分を考慮して、計画ダイヤを変更する案を作成する。
運転整理案表示（ステップ２１）は司令員端末上の表示処理部の処理であり、作成した運転整理案を指令員端末へ表示する。
ファイル変更処理（ステップ２２）は司令員端末上のファイル変更処理部の処理であり、列車指令員が運転整理案を確認し、その運転整理案が承認されると計画ダイヤを変更する。
例えば、１００列車がＣ駅にて人身事故等で列車が遅延すると仮定する。

図３にその時に司令員端末上で表示される表示画面例を示す。そのような場合、Ｃ駅およびそれ以降のＤ駅、Ｅ駅では１００列車の輸送量をはるかに超えた乗客が１００列車に乗るために混雑が予想され、乗客へのサービスが著しく低下している状態である。ここで、Ｄ駅が併合可能場所として登録されており、併合に必要な車両が確保できると仮定する。このような場合には、図４の表示画面例に示すように、列車１００のＤ駅に対して列車の併合による運転整理で混雑緩和が可能であることが分かるように警告が表示される。
その警報の詳細を表示するために、ダイヤ図上に表示された警告を選択すると計画輸送量、必要輸送量、分割併合駅等の詳細情報が図４のように表示される。この条件で、運転整理案を提案させる場合は、運転整理案表示ボタン押下すると図５に示す表示画面ような運転整理案が表示されることとなる。

図６では車両所からＤ駅の１００列車が到着する番線へ併合可能な列車が事前に出庫される計画ダイヤが作成され、併合するために必要な時間を考慮して、併合した後の１００列車のＤ駅出発時間が調整されることになる。
運転整理案格納（ステップ２３）は車両編成変更に伴う運転整理案作成サーバの処理であり、作成した運転整理案の履歴を指令員端末より参照可能とするために、編成数整理テーブル１５へ提案した分割・併合編成数を格納する。
運転整理案参照（ステップ２４）は車両編成変更に伴う運転整理案作成サーバの処理であり、編成数整理テーブル１５に登録されているデータを読み取り、指令員端末へ過去に提案された分割・併合編成数を参照可能とするためにデータを転送する処理を行う。

対象列車有無判断（ステップ２５）は車両編成変更に伴う運転整理案作成サーバの処理であり、分割・併合対象列車テーブルより検索済みの列車、走行済みの列車、出発待ちの列車の情報を取得し、運転整理対象の列車があるか判断する。検索済みまたは全停車駅で走行済みの列車でない場合、または出発待ちの列車である場合は運転整理対象列車と判断する。運転整理対象列車と判断された場合は、分割・併合対象列車テーブルに該当列車が検索済みであることを示す１を書込む。

１・・・運転時間帯、２・・・計画ダイヤ取得、３・・・計画ダイヤ、４・・・在線情報取得、５・・・実績ダイヤ、６・・・対象列車有無判断、７・・・分割・併合対象列車テーブル、８・・・分割・併合可能駅情報取得、９・・・分割・併合可能駅テーブル、１０・・列車混雑状況取得、１１・・車両情報取得、１２・・列車情報テーブル、１３・・車両情報テーブル、１４・・車両編成数適正判断、１５・・編成数整理テーブル、１６・・分割・併合可能判断、１７・・予測ダイヤ取得、１８・・予測ダイヤ、１９・・ダイヤ適正判断、２０・・運転整理提案、２１・・運転整理案表示、２２・・ファイル変更処理、２３・・運転整理案格納、２４・・運転整理案参照、２５・・対象列車有無、２６・・終了

Claims

運転整理案を作成する運転整理案作成装置であって、
列車の分割・併合可能駅を検索し、分割・併合可能駅までの列車混雑予想を用いて乗客の輸送量が適切であるか判断する列車編成数適正判断部と、
輸送量が適切でないと判断された分割・併合可能駅に対して、分割・併合可能な車両が存在するかを判断する分割・併合可能判断部と、
分割・併合場所および予測ダイヤを用いて分割・併合場所に該当列車及びその後続列車がいつ到着するか情報を取得し、分割・併合を行う時間が確保できるか判断するダイヤ適正判断部と、
分割・併合により輸送量の最適化が図れるように運転整理案を作成する運転整理案を作成部と、
を備えることを特徴とする運転整理案作成装置。
請求項１に記載の運転整理案作成装置において、
前記列車編成数適正判断部は、前記列車が走行している場所から進行方向に一番近い分割・併合可能駅を検索し、その駅に対して計画されている列車の編成数と予想された乗客の輸送量とを比較することで、輸送量が適切であるか判断することを特徴とする運転整理案作成装置。
請求項１又は２に記載の運転整理案作成装置と指令員端末装置とを備えた、運転整理案提案システムであって、
前記運転整理案作成装置にて作成した運転整理案を前記指令員端末装置に送信することを特徴とする運転整理案提案システム。
運転整理案作成装置を用いて運転整理案を作成する運転整理案作成方法であって、
列車の分割・併合可能駅を検索し、分割・併合可能駅までの列車混雑予想を用いて乗客の輸送量が適切であるか判断するステップと、
輸送量が適切でないと判断された分割・併合可能駅に対して、分割・併合可能な車両が存在するかを判断するステップと、
分割・併合場所および予測ダイヤを用いて分割・併合場所に該当列車及びその後続列車がいつ到着するか情報を取得し、分割・併合を行う時間が確保できるか判断するステップと、
分割・併合により輸送量の最適化が図れるように運転整理案を作成するステップと、
を備えることを特徴とする運転整理案作成方法。
請求項４に記載の運転整理案作成方法において、
前記輸送量が適切であるか判断するステップは、前記列車が走行している場所から進行方向に一番近い分割・併合可能駅を検索し、その駅に対して計画されている列車の編成数と予想された乗客の輸送量とを比較することで、輸送量が適切であるか判断することを特徴とする運転整理案作成方法。
請求項４又は５に記載の運転整理案作成方法を用いた運転整理案提案方法であって、
前記運転整理案を作成するステップにより作成した運転整理案を、前記運転整理案作成装置に接続された指令員端末に送信するステップを更に備えることを特徴とする運転整理案提案方法。