JP2019114258A - ルート計画方法及びルート計画装置 - Google Patents

Abstract

【課題】道路交通状況を考慮した多車両及び多配達物流ノードのルート計画を行う。【解決手段】複数の物流ノードを含むルートにおいて、車両の走行ルートを計画するルート計画方法は、車両が一定期間内の各指定時間帯に、全ての物流ノードの間を走行するのに必要な走行時間を示すＭ個の第１走行時間行列に基づいて、１日内の各指定時間帯に対応するＮ個の第２走行時間行列を形成し、全ての第２走行時間行列における、同一位置にある構成要素に対して前処理算出を行い、算出により得られた値で１つの第３走行時間行列を形成し、第３走行時間行列に基づいて前処理に対応する走行ルートを生成し、第２走行時間行列に基づいて、生成された走行ルートの走行時間を算出し、走行時間が最短である走行ルートを計画走行ルートとして選択する。【選択図】図２

Description

参照による取り込み

本出願は、２０１７年１２月２２日に出願された中国特許出願第２０１７１１４０１０７９．９号の優先権を主張し、その内容を参照することにより、本出願に取り込む。

本発明は、物流配達における車両のルート計画方法及びルート計画装置に関し、特に、道路交通状況を考慮した車両のルート計画方法およびルート計画装置に関するものである。

物流業界は、コストとサービス品質の両方を考慮に入れたサービス業界である。顧客に物流配達サービスを提供する場合、物流サービス・プロバイダーは、サービスのコストを抑えながら、効率的なオンタイムサービスを提供することが要求されている。

物流配達は物流サービスの大事な一環であり、貨物輸送の時間と輸送量などに対するする顧客の要求に基づいて、貨物を出発点（すなわち駐車場）から目的地（配達物流ノード）まで輸送する過程である。物流サービス・プロバイダーは、一般的に顧客の要求を満たしながら配達コストを削減するために、配達車両の走行時間をできる限り短縮する。

車両のルート計画問題（Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｐｒｏｂｌｅｍ：ＶＲＰ）は、物流配達を実現する場合の代表的な課題であり、オペレーションズリサーチの代表的な課題でもある。その目標は、配達需要量が異なる１組の物流ノードと１組の容量が制限された車両に基づいて、配達が完了した時、すべての車両の総走行時間（走行ルート）を最小限に抑える配達車両の走行ルートを求めることである。車両のルートを計画するとき、場合によっては、タイムウィンドウ（つまり、配達物流ノードは特定の時間に貨物を配達することを求めること）、配達及び受け取りを同時にすること、及び車両モデルなどの制限条件を考慮する必要がある。

特許文献１には、免疫遺伝アルゴリズムに基づいた単一車両型物流輸送配車方法が開示されており、その目的は、多駐車場単一車両型の物流輸送配車課題を解決することである。

特許文献２には、時間によって変化するタイムウィンドウを有する物流輸送最適化配車方法が開示されている。

特許文献３には、渋滞情報を考慮した物流配達ルート計画方法が開示されており、該方法は渋滞状況を渋滞行列の形式で貪欲アルゴリズム解析過程中に組み合わせる。

特許文献４には、リアルタイムルート計画方法及びシステムが開示されており、この計画方法及びシステムによって、ルート計画の精度が向上し、特に規則性が強くない道路状況の変化に対しては、ルート計画の精度が向上する。

中国特許出願公開第１０４０３６３８１号明細書 中国特許出願公開第１０４５９８９９４号明細書 中国特許出願公開第１０５０４６３６５号明細書 中国特許出願公開第１０４１２１９１８号明細書

しかしながら、特許文献１、２では、車両のルート計画を行う際に実際の道路交通状況を考慮していない。たとえば、同じルートは、毎日の異なる時刻（例えば、朝と夕方のピーク及び正午など）に道路状況が異なり、車両の走行時間も異なる。特許文献１及び２に記載された方法に基づいて計画した走行ルートは最適なルートではなく、コストアップやサービス品質の低下という問題がある。

特許文献３には、一つの車両に対して一つの配達ルートを生成することが開示されており、物流業界に一般的に存在する多車両、多配達物流ノードに対応できない。

特許文献４は道路状況を考慮しているが、ある時刻に一台の車両に対して走行ルートを計画し、複数の車両に対して一定時間（例えば、一日）内の走行ルートを計画するものではない。

本発明の一態様は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、道路交通状況を考慮した多車両及び多配達物流ノードのルート計画方法及びルート計画装置を提供することである。

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の第１の態様は、複数の物流ノードを含むルートにおいて、車両の走行ルートを計画するルート計画方法であって、各構成要素がいずれも一定期間内の指定時間帯における、２つの指定物流ノードの間の車両の走行時間を示すＭ個の第１走行時間行列（行列は、マトリックスとも称する）を利用して、１日内の各前記指定時間帯における全ての物流ノードの間の車両の走行時間を代表する代表走行時間を算出し、前記代表走行時間を構成要素として、１日内の各前記指定時間帯に対応するＮ個の第２走行時間行列を構成し、なお、前記一定期間は１日より長く、ＭとＮは共に自然数であり、Ｍ≧Ｎである第２走行時間行列形成ステップと、全ての前記第２走行時間行列における同一位置に位置する要素に対して前処理の算出を行い、算出により得られた値で１つの第３走行時間行列を形成し、なお、前記前処理の算出は、最小値算出、最大値算出、中間値算出、および平均値算出のうちの少なくとも１つを含む第３走行時間行列形成ステップと、前記第３走行時間行列に基づいて前記前処理に対応する走行ルートを生成する走行ルート生成ステップと、前記第２走行時間行列に基づいて、前記走行ルート生成ステップで生成された走行ルートの走行時間を算出し、走行時間が最短である走行ルートを計画走行ルートとして選択する走行ルート選択ステップと、を含むことを特徴とするルート計画方法である。

本発明の第２様態は、第１様態のルート計画方法において、前記第２走行時間行列形成ステップの先に、車両が前記一定期間内の各指定時間帯にすべての物流ノードの間を走行するのに必要な走行時間を取得し、取得した走行時間を構成要素として、前記一定期間内の各指定時間帯に対応する前記Ｍ個の第１走行時間行列を構成する第１走行時間行列形成ステップを含むルート計画方法である。

本発明の第３の態様は、第１様態又は第２様態のルート計画方法において、前記第２走行時間行列形成ステップでは、前記Ｍ個の第１走行時間行列から、車両が運転する当日と道路交通状況が類似である規定期間のＰ個の第１走行時間行列を選択し、前記Ｐ個の第１走行時間行列のみで第２走行時間行列を形成し、なお、前記規定期間は前記一定期間以下であり、１日以上であり、Ｐは自然数であり、Ｍ≧Ｐ≧Ｎであるルート計画方法である。

本発明の第４の態様は、第１様態又は第２様態のルート計画方法において、前記第２走行時間行列形成ステップでは、車両が運転する当日と道路交通状況が類似である日のＮ個の第１走行時間行列を選択して、Ｎ個の前記第２走行時間行列とするルート計画方法である。

本発明の第５の態様は、第１様態又は第２様態のルート計画方法において、第３走行時間行列形成ステップでは、すべての前記第２走行時間行列における同じ位置にある構成要素に対して最小値算出、最大値算出、中間値算出、平均値算出をそれぞれ実行し、前記走行ルート生成ステップでは、第３走行時間行列に基づいて、最小値算出、最大値算出、中間値算出、および平均値のそれぞれに対応する走行ルートをそれぞれ算出し、前記走行ルート選択ステップでは、前記走行ルート生成ステップで生成された各走行ルートの走行時間を算出し、走行時間が最短である走行ルートを計画走行ルートとするルート計画方法である。

本発明の第６の態様は、第１様態又は第２様態のルート計画方法において、前記走行ルート生成ステップは、前記第３走行時間行列を利用して、次の式に従って、駐車場から各配達物流ノード対（ｉ，ｊ）までの配達時間コストＣ（ｉ，ｊ）を算出する配達時間コスト算出ステップを含み、
Ｃ（ｉ，ｊ）＝Ｒ（０，ｉ）＋Ｒ（０，ｊ）−Ｒ（ｉ，ｊ）
上記式において、０は駐車場を表し、ｉとｊは配達物流ノードを表し、Ｒ（０、ｉ）、Ｒ（０、ｊ）およびＲ（ｉ，ｊ）は前記第３走行時間行列の構成要素であるルート計画方法である。

本発明の第７の態様は、第６様態のルート計画方法において、前記走行ルート生成ステップは、前記配達時間コスト算出ステップで算出されたＣ（ｉ，ｊ）の値を、降順で配列する降順配列ステップを含むルート計画方法である。

本発明の第８の態様は、第７様態のルート計画方法において、走行ルート生成ステップでは、降順に配列されたＣ（ｉ，ｊ）の値に応じて、物流ノード対（ｉ，ｊ）について順に走行ルート計画を行い、前記物流ノードｉとｊがいずれも前に生成した走行ルートに含まれない場合、駐車場と物流ノードｉ、ｊからなる走行ルートを生成し、前記物流ノードｉ及びｊのうちの一方が前に生成した走行ルートに含まれており、且つ該一方の物流ノードは駐車場に隣接している場合、他方の物流ノードを前に生成した走行ルートに追加し、前記物流ノードｉとｊがそれぞれ前に生成した異なる走行ルートに属しており、かつ物流ノードｉとｊがいずれも駐車場に隣接している場合、この２つの走行ルートを合併して１つの新しいルートにするルート計画方法である。

本発明の第９の態様は、複数の物流ノードを含むルートにおいて、車両の走行ルートを計画するルート計画装置であって、各構成要素がいずれも一定期間内の指定時間帯における、２つの指定物流ノードの間の車両の走行時間を示すＭ個の第１走行時間行列を利用して、１日内の各前記指定時間帯における全ての物流ノードの間の車両の走行時間を代表する代表走行時間を算出し、前記代表走行時間を構成要素として、１日内の各前記指定時間帯に対応するＮ個の第２走行時間行列を構成し、なお、前記一定期間は１日より長く、ＭとＮは共に自然数であり、Ｍ≧Ｎである第２走行時間行列形成モジュールと、全ての前記第２走行時間行列における同一位置に位置する要素に対して前処理の算出を行い、算出により得られた値で１つの第３走行時間行列を形成し、なお、前記前処理の算出は、最小値算出、最大値算出、中間値算出、および平均値算出のうちの少なくとも１つを含む第３走行時間行列形成モジュールと、前記第３走行時間行列に基づいて前記前処理に対応する走行ルートを生成する走行ルート生成モジュールと、前記第２走行時間行列に基づいて、前記走行ルート生成モジュールで生成された走行ルートの走行時間を算出し、走行時間が最短である走行ルートを計画走行ルートとして選択する走行ルート選択モジュールと、を有するルート計画装置。

本発明の一態様によれば、道路交通状況を考慮した多車両及び多配達物流ノードのルート計画方法とルート計画装置を提供することができ、サービスの品質を確保しながら、配達コストを最大限に下げることができる。

は、単一駐車場及び複数の物流ノードに対する車両走行ルート計画を示す概略図である。 本発明の実施形態のルート計画方法を示すフローチャートである。 全ての物流ノード間の１日中の各時間帯における走行時間行列を示す概略図である。 図３のステップＳ４を説明するための図であり、駐車場と各配達物流ノードとの間の１組の計画走行ルートを計画するフローチャートである。 走行ルート０→３→６→７→０の走行時間の算出方法を示す概略図である。

図１は、単一駐車場及び複数の物流ノードに対する車両ルート計画を示す概略図である。図１には、１つの駐車場、１０個の配達物流ノード、および４つの配達車両が記載されている。ここで、黒心円は駐車場を表し、白丸は物流ノードを示し、車両マークは配達車両を示す。「０」を含む黒心円も駐車場を表し、白丸中の各数字１〜１０は異なる物流ノードを表す。但し、これは一例に過ぎず、配達物流ノードや配達車両の数は特に限定されず、実際のニーズに応じて選択することができる。

図１に示されるように、車両の走行ルートを計画することで、１つの車両が駐車場→物流ノード６→物流ノード５→物流ノード７→駐車場との走行ルートに沿って配達を担う。２番目の車両は、駐車場→物流ノード１→物流ノード３→物流ノード２→物流ノード４→駐車場との走行ルートに沿って配達を担う。３番目の車両は駐車場→物流ノード８→物流ノード９→物流ノード１０→駐車場との走行ルートに沿って配達を担う。

また、以下の説明では、説明を分かり易くするために、駐車場及び配達物流ノードをいずれも「物流ノード」と略称することがある。

図２は、本実施形態に係るルート計画方法を示すフローチャートである。

まず、一定期間（例えば、１年）内における全ての物流ノード間の指定時間間隔（例えば１時間）ごとの道路交通状況の道路交通情報（走行時間）を収集し、収集した走行時間で、該一定期間内の各指定時間間隔（指定時間帯）に対応する走行時間行列を構成する（ステップＳ１）。本実施形態では、道路交通状況を走行時間で表しており、具体的には、車両が２つの物流ノード間を走行するのに必要の時間で、２つの物流ノード間の道路交通状況を表す。本実施形態において、上記の一定期間は１年であり、指定時間間隔は１時間である。ただし、これに限定されるものではなく、必要に応じて変更してもよい。例えば、一定期間は半年または２年の期間でもよく、指定時間間隔を０．５時間としてもよい。指定された時間間隔が短ければ短いほど、計画された走行ルートの精度が高く、同時に収集されるデータ量と算出量が多くなる。

図３は、一日の各時間帯における全物流ノード間の走行時間行列を示す概略図（単位は１０分間）である。図３において、左下側破線枠で囲まれた数字０〜１０は出発物流ノードを指し、右上側の破線枠で囲まれた数字０〜１０は目的物流ノード（即ち到達物流ノード）を指す。図３によれば、例えば、０：００〜１：００の間に物流ノード３から出発し、目的物流ノードは７であり、走行時間Ｒ（３，７）は３０分間である。０：００から１：００の間に物流ノード７から出発し、目的物流ノードは３であり、走行時間Ｒ（７，３）は６０分間である。ｉが出発物流ノードを指し、ｊが到着物流ノードを指すとして、Ｒ（ｉ，ｊ）は出発物流ノードｉから到着物流ノードｊまでの走行時間を示す。

従って、指定時間間隔が１時間であれば、１日を２４個の時間帯に分割することができる。１日中の全物流ノード間の道路交通情報に基づいて、各時間帯にける全物流ノード間の走行時間を表す合計２４個の走行時間行列が得られる。１年（３６５日とする）内の全物流ノード間の道路交通情報に基づいて、２４×３６５個（即ち８７６０個）の走行時間行列が得られる。これらの走行時間行列を「第１走行時間行列」と称する。これらの第１走行時間行列で第１走行時間行列データベースを構成することができる。

第１走行時間行列には、毎日の各時間帯（例えば、８：００〜９：００）に対応するＲ値（ｉ，ｊ）が１つしか含まれていないため、１年内の同一の時間帯（例えば、８：００〜９：００）に対応するＲ（ｉ，ｊ）値が３６５個含まれている。Ｒ１（ｉ，ｊ）、Ｒ２（ｉ，ｊ）、Ｒ３（ｉ，ｊ）、…Ｒ３６５（ｉ，ｊ）で該３６５個のＲ値（ｉ，ｊ）を表すことができる。また、該３６５個のＲ値（ｉ，ｊ）を勤務日に対応するＲｇ値（ｉ，ｊ）と、週末（土曜日、日曜日）に対応するＲｚ値（ｉ，ｊ）と、祭日（例えば、中秋節、春節など）に対応するＲｊ（ｉ，ｊ）値とに分けることが可能である。たとえば、１年の３６５日に２６０個の勤務日がある場合、各時間帯の３６５個のＲ（ｉ，ｊ）値のうち、２６０個がＲｇ（ｉ，ｊ）値である。ここで、添え字ｇはＲｇ（ｉ，ｊ）値が勤務日に対応するＲ（ｉ，ｊ）値であることを意味する。同様に、添字ｚはＲｚ（ｉ，ｊ）値が週末に対応するＲ（ｉ，ｊ）値であることを意味する。添え字ｊはＲｊ（ｉ，ｊ）値が祭日に対応するＲ（ｉ，ｊ）値であることを意味する。

そして、ステップＳ１で求められた第１走行時間行列に基づいて、１日内の各時間帯における全物流ノード間の車両の走行時間を代表する（表す）Ｒｄ（ｉ，ｊ）値を算出し、これらのＲｄ（ｉ，ｊ）値で各時間帯の新たな走行時間行列（以下、「第２走行時間行列」ともいう）を構成する（ステップＳ２）。ここで、添字ｄはＲｄ（ｉ，ｊ）値が第２走行時間行列の構成要素であることを意味する。

各時間帯の３６５個のＲ（ｉ，ｊ）の平均値を求めることにより、各時間帯のＲｄ（ｉ，ｊ）値を算出することができる。例えば、各時間帯のＲｄ（ｉ，ｊ）値は、以下の式（１）により算出することができる。

Ｒｄ（ｉ，ｊ）＝（Ｒ１（ｉ，ｊ）＋Ｒ２（ｉ，ｊ）＋Ｒ３（ｉ，ｊ）……＋Ｒ３６５（ｉ，ｊ））／３６５ （１）

ステップＳ２では、勤務日に対応する第２走行時間行列（以下、勤務日第２走行時間行列と略称する）のみを算出してもよい。各時間帯の全てのＲｇ（ｉ，ｊ）の平均値を求めることによって、勤務日第２走行時間行列における各時間帯のＲｄ（ｉ，ｊ）を算出し得る。

同じ方法に基づいて、週末第２走行時間行列および祭日第２走行時間行列も算出することができる。

ステップＳ２では、上述した第２走行時間行列、勤務日第２日走行時間行列、週末第２走行時間行列、および祭日第２走行時間行列のいずれか１つ、２つ、３つ又は全部を算出してよい。

以上、第１走行時間行列の全てを用いて第２走行時間行列を算出する方法について説明した。しかし、これに限定されず、１年中のある時間（例えば、その日の道路交通状況と最も似ている複数の日）の第１走行時間行列を選択して第２走行時間行列を算出することが可能である。また、その日の道路交通状況と最も似ている日の第１走行時間行列を選択し、選択された第１走行時間行列を直接的に第２走行時間行列として使用してもよい。

本実施形態では、上述の指定時間間隔が１時間であり、１日に２４の時間帯があるため、２４個の第２走行時間行列を形成することが可能である。これら２４個の第２走行時間行列で第２走行時間行列データベースを構成してよい。２４個の勤務日第２走行時間行列を用いて、勤務日第２走行時間行列データベースを構成することも可能である。同様に、週末第２走行時間行列データベース及び祭日第２走行時間行列データベースを構成することも可能である。

続いて、ステップＳ２で得られた複数（本実施形態では２４個である）の第２走行時間行列に対して前処理を行い、１つの第３走行時間行列を得る（ステップＳ３）。該第３走行時間行列のＲ（ｉ，ｊ）は、物流ノードｉから物流ノードｊまでの走行時間を示す。

ステップＳ３における前処理方法は４種あり、それぞれは、最小値算出を行う前処理、最大値算出を行う前処理、中間値（ｍｅｄｉａｎ）算出を行う前処理、および平均値算出を行う前処理である。以下、これらの４つの前処理方法について具体的に説明する。

上述したように、ステップＳ２では、２４個の時間帯に対応する２４個の第２走行時間行列を形成し、各第２走行時間行列は、図３に示す複数のＲｄ（ｉ，ｊ）からなる。図３において、ｉとｊの範囲は共に０〜１０である。

最小値算出を実行する前処理は、上述した２４個の第２走行時間行列の２４個のＲｄ（ｉ，ｊ）値から、最小のＲｄ（ｉ，ｊ）値を第３走行時間行列のＲ（ｉ，ｊ）値として選択することである。

最大値算出を行う前処理は、上記２４個の第２走行時間行列の２４個のＲｄ（ｉ，ｊ）値の中から、最大のＲｄ（ｉ，ｊ）値を第３走行時間行列のＲ（ｉ，ｊ）値として選択することである。

中間値を算出する前処理は、上記２４個の第２走行時間行列の２４個のＲｄ（ｉ，ｊ）値を昇順に並べ、この順番で配列した２４個のＲｄ（ｉ，ｊ）に対して中間値を算出し、算出した中間値を第３走行時間行列のＲ（ｉ，ｊ）値とする。中間値の算出方法は従来技術であるので、ここでの説明を省略する。

平均値算出を行う前処理は、上述した２４個の第２走行時間行列の２４個のＲｄ（ｉ，ｊ）値の平均値を算出し、その平均値を第３走行時間行列のＲ（ｉ，ｊ）値とする。

上述したように、ステップＳ１では２４×３６５個の走行時間行列が得られ、ステップＳ２では２４個の第２走行時間行列が得られ、ステップＳ３では１個の第３走行時間行列が得られる。

最小値を算出する前処理を行って得られた第３走行時間行列を最小値算出第３走行時間行列と称し、最大値を算出する前処理を行って得られた第３走行時間行列を最大値算出第３走行時間行列と称し、中間値を算出する前処理を行って得られた第３走行時間行列を中間値算出第３走行時間行列と称し、平均値を算出する前処理を行って得られた第３走行時間行列を平均値算出第３走行時間行列と称する。

続いて、指定されたルート計画算出方法及び上記第３走行時間行列を用いて、駐車場と各配達物流ノードとの間の一組の計画走行ルートを得る（ステップＳ４）。該一組の計画走行ルートを得る具体的な算出方法について後に詳述する。

ステップＳ４で最小値算出第３走行時間行列を使用して得られた１組の計画走行ルートを、最小値算出計画走行ルートと称する。ステップＳ４で最大値算出第３走行時間行列を使用して得られた１組の計画走行ルートを、最大値算出計画走行ルートと称する。ステップＳ４において中間値算出第３走行時間行列を使用して得られた１組の計画走行ルートを中間値算出計画走行ルートと称する。ステップＳ４で平均値算出第３走行時間行列を使用して得られた１組の計画走行ルートを平均値算出計画走行ルートと称する。

続いて、ステップＳ４で得られた計画走行ルートの走行時間を算出する（ステップＳ５）。該計画走行ルートの走行時間の具体的な算出方法については、後に詳述する。

また、算出により得られた最小値算出計画走行ルートの走行時間を、最小値算出計画走行ルート走行時間と称する。同様に、算出により得られた最大値算出計画走行ルートの走行時間を、最大値算出計画走行ルート走行時間と称する。算出により得られた中間値算出計画走行ルートの走行時間を、中間値算出計画走行ルート走行時間と称する。算出により得られた平均値算出計画走行ルートの走行時間を、平均値算出計画走行ルート走行時間と称する。

続いて、異なる前処理方法で得られた各組の計画走行ルートの走行時間を比較し、走行時間が最短である計画走行ルートを選択する（ステップＳ６）。具体的には、最小値算出計画走行ルート走行時間と、最大値算出計画走行ルート走行時間と、中間値算出計画走行ルート走行時間と、平均値算出計画走行ルート走行時間とを比較し、４つの走行時間の中から、最短走行時間を選択し、最短走行時間に対応する計画走行ルートを、本発明の計画走行ルートとする。
例えば、上記４つの走行時間において、中間値算出計画走行ルートの走行時間が最も短い場合、中間値算出計画走行ルートを、本発明の計画走行ルートとする。

図４は、図３のステップＳ４を説明するための図であり、駐車場０と各配達物流ノードとの間の１組の計画走行ルートを計画するフローチャートである。以下では、図４を用いて、第３走行時間行列を用いて駐車場０と各配達物流ノードとの間の１組の計画走行ルートを計画する方法について具体的に説明する。

まず、式（２）に従って、ステップＳ３で得られた第３走行時間行列を用いて、駐車場０から各対の配達物流ノード（ｉ，ｊ）までの輸送時間コストＣ（ｉ，ｊ）を算出する（ステップＳ４１）。

Ｃ（ｉ，ｊ）＝Ｒ（０，ｉ）＋Ｒ（０，ｊ）−Ｒ（ｉ，ｊ） （２）

上記式（２）におけるＲ（０，ｉ）、Ｒ（０，ｊ）、Ｒ（ｉ，ｊ）の値は、第３走行時間行列から得られる。

例えば、図１に示す例では、１つの駐車場（０）と１０個の配達物流ノード（１，２，３，．．．，１０）を有し、ステップ４での算出により、Ｃ（１，２），Ｃ（２，１），Ｃ（１，３），（３，１），……Ｃ（１，１０），Ｃ（１０，１）のような値が得られる。

そして、ステップＳ４１の算出により得られたすべてのＣ（ｉ，ｊ）値を降順に配列する（ステップＳ４２）。いわゆる降順に配列することは、全てのＣ（ｉ，ｊ）値を大から小へ並べることである。

降順に並んだ全てのＣ（ｉ，ｊ）の値に対して、下記のルール（１）〜（３）に従い、物流ノード対（ｉ，ｊ）の順に応じて走行ルートを生成する（ステップＳ４３）。なお、走行ルートを生成する際には、付加条件に違反してはならない。いわゆる付加条件は、タイムウィンドウ、車両速度に対する制限、車両積載量に対する制限、任意の走行ルートの総積載量が車両積載量の上限を超えてはならないなどの制限条件である。

（１）物流ノードｉとｊが走行ルートに追加されていない場合（即ち、前に生成した走行ルートに、物流ノードｉとｊが含まれて以内場合）、上記付加条件に違反しないことを前提に、駐車場０と物流ノードｉとｊからなる新規走行ルートを生成する。該新規走行ルートは駐車場０→物流ノードｉ→物流ノードｊ→駐車場０（０→ｉ→ｊ→０と記する）という走行ルートである。

（２）物流ノードｉ、ｊ中の１つの物流ノード（例えば物流ノードｉ）が前に生成された走行ルートに含まれており、且つ該１つの物流ノード（物流ノードｉ）が駐車場に隣接している場合、上記付加条件に違反しないことを前提に、別の物流ノード（物流ノードｊ）をこの前に生成された走行ルートに追加する。

例えば、前に生成された走行ルートを０→ｉ→６→７→０と仮定した場合、物流ノードｉが前に生成された走行ルートに含まれており、かつ該物流ノードｉが駐車場と隣接していると言える。従って、上記ルール（２）における別の物流ノード（物流ノードｊ）を追加する条件を満たす。そこで、物流ノードｊを走行ルート０→ｉ→６→７→０に追加し、新たな走行ルート０→ｉ→ｊ→６→７→０を形成する。この新しい走行ルートでは、物流ノードｉおよび７は駐車場と隣接する物流ノードであり、物流ノードｊと６は駐車場に隣接する物流ノードではない。

１つの物流ノードを前に生成された走行ルートに追加する追加方法は、従来技術における追加方法を採用することができ、詳細な説明は省略する。

（３）物流ノードｉとｊがそれぞれ前に生成された異なる走行ルートに含まれており、かつ物流ノードｉとｊの両方がいずれも駐車場０に隣接しているのであれば、上記付加条件に違反しないことを前提に、物流ノードｉとｊがそれぞれ属する２つの走行ルートを合併して１つの新規走行ルートを生成する。

例えば、物流ノードｉを含む走行ルートが０→ｉ→１→０であり、物流ノードｊを含む走行ルートが０→ｊ→２→０であれば、この２つの走行ルートを合併し、生成された新規走行ルートは、０→１→ｉ→ｊ→２→０となる。

２つの走行ルートを合併して新規走行ルートを生成する合併方法は、従来技術における合併方法を採用することができ、詳細な説明は省略する。

降順に並んだ全てのＣ（ｉ，ｊ）中の物流ノードｉ、ｊがいずれも走行ルートに追加されるまでステップＳ４３を実行する。これにより、すべての物流ノードを含む一組の走行ルートを形成できる。

図５は、走行ルート０→３→６→７→０の走行時間を算出する方法を示す概略図である。なお、走行ルート０→３→６→７→０は一例に過ぎない。

走行ルート０→３→６→７→０は、０→３，３→６，６→７，７→０という４つの道路区間を有し、この４つの道路区間の走行時間を加算して走行ルート０→３→６→７→０の走行時間が得られる。

以上のように、本実施形態では、１日を１時間おきに２４個の時間帯に分割し、この２４個の時間帯に対応して２４個の第２走行時間行列を形成する。さらに、図５では、説明を簡単にするため、４つの第２走行時間行列において、関係する２つの物流ノード（すなわち、出発物流ノードと到着物流ノード）のみが記載されており、他の物流ノードの記載は省略された。また、図５の各行列における各Ｒ（ｉ，ｊ）値の単位は１０分間である。

図５に記載されているように、車両の道路区間０→３における出発時刻は８：００であり、該出発時刻は８：００〜９：００の時間帯に属する。従って、道路区間０→３の走行時間は８：００〜９：００時間帯に対応する第２走行時間行列中のＲ（０，３）値である。図５において、８：００〜９：００の時間帯に対応する第２走行時間行列（左上側行列）中の時間Ｒ（０，３）値が５である。従って、道路区間０→３の走行時間は５０分である。

また、車両の道路区間３→６における出発時間は８：５０であり、該出発時刻は８：００〜９：００の時間帯に属するため、道路区間３→６の走行時間は８：００〜９：００時間帯に対応する第２走行時間行列中的Ｒ（３，６）値である。図５において、８：００〜９：００時間帯に対応する第２走行時間行列（右上側の行列）のＲ（３，６）値は３である。従って、道路区間３→６の走行時間は３０分である。

また、車両の道路区間６→７における出発時刻は９：２０であり、該出発時刻は９：００〜１０：００時間帯に属するため、道路区間６→７の走行時間は９：００〜１０：００時間帯に対応する第２走行時間行列中的Ｒ（６，７）値である。図５において、９：００〜１０：００時間帯に対応する第２走行時間行列（右下側の行列）中のＲ（６，７）値は５．５である。従って、道路区間６→７の走行時間は５５分間である。

また、車両の道路区間７→０における出発時刻は１０：１５であり、該出発時刻は１０：００〜１１：００時間帯に属するため、道路区間７→０の走行時間は１０：００〜１１：００時間帯に対応する第２走行時間行列中のＲ（７，０）値である。図５において、１０：００〜１１：００時間帯に対応する第２走行時間行列（左下側の行列）のＲ（７，０）値は４．５であるため、道路区間０→７の走行時間は４５分である。

上記の通り、各道路区間の走行時間を算出するために第２走行時間行列を使用する際に、車両が各道路区間の出発物流ノードから出発する出発時刻に応じて、各道路区間に対応する第２走行時間行列を選択しているが、各道路区間の目的物流ノードに到達する到達時刻に応じて各道路区間に対応する第２走行時間行列を選択していない。

上述の０→３，３→６，６→７，７→０との４つの道路区間の走行時間は、順次に５０分間、３０分間、５５分間、４５分間であり、これらを加算して、５０＋３０＋５５＋４５＝１８０（分間）となる。即ち、走行ルート０→３→６→７→０の走行時間は１８０分間となる。

前記した通り、降順に配列された全てのＣ（ｉ，ｊ）中の物流ノードｉ，ｊがいずれも走行ルートに追加されるまでステップＳ４３を実行することにより、全ての物流ノードを含む１組の走行ルートを形成することが可能である。もし、該１組の走行ルートは４つの走行ルートＩ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶを含むと仮定すると、上記走行ルート０→３→６→７→０の走行時間の算出方法と同様な方法により、４つの走行ルートＩ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶそれぞれの走行時間を算出することができる。該４つの走行ルートＩ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶの走行時間を加算して、１組の走行ルートの総走行時間が得られる。

次に、ステップＳ６において、異なる前処理方法により得られた各組の走行ルートの走行時間を比較することで、走行時間が最短である１組の走行ルートを確定することができ、さらに、この走行時間が最短である１組の走行ルートを計画走行ルートとして選択する。このように、本発明の計画走行ルートが得られる。

また、本実施形態において第３走行時間行列を形成するステップにおいて、前処理算出の方法として最大値算出、最小値算出、中間値算出、および平均値算出が挙げられた。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。走行時間が短い計画ルートが得られるのであれば、他の方法を用いてもよい。

また、前に図５を利用して走行ルート０→３→６→７→０の走行時間の算出方法を説明する際に、配達車両の各物流ノードでの停止時間を考慮していない（即ち、停止時間は０と設置されている）。実際に走行ルールを計画し、かつ走行ルートの走行時間を算出する場合、配達車両の各物流ノードでの停止時間を考慮しなければならない。例えば、停止時間を走行時間の一部として扱うことができる。

以上、本実施形態のルート計画方法（即ち、経路計画方法）について説明した。本実施形態１のルート計画方法によれば、道路交通状況を配慮した多車両多配達物流ノードのルート計画方法を提供し、配達コストを抑えることができる。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

Claims (9)

1. 複数の物流ノードを含むルートにおいて、車両の走行ルートを計画するルート計画方法であって、
   各構成要素がいずれも一定期間内の指定時間帯における２つの指定物流ノードの間の車両の走行時間を示すＭ個の第１走行時間行列を利用して、１日内の各前記指定時間帯における全ての物流ノードの間の車両の走行時間を代表する代表走行時間を算出し、前記代表走行時間を構成要素として、１日内の各前記指定時間帯に対応するＮ個の第２走行時間行列を構成し、なお、前記一定期間は１日より長く、ＭとＮは共に自然数であり、Ｍ≧Ｎである第２走行時間行列形成ステップと、
   全ての前記第２走行時間行列における同一位置にある構成要素に対して前処理の算出を行い、算出により得られた値で１つの第３走行時間行列を形成し、なお、前記前処理の算出は、最小値算出、最大値算出、中間値算出、および平均値算出のうちの少なくとも１つを含む第３走行時間行列形成ステップと、
   前記第３走行時間行列に基づいて前記前処理に対応する走行ルートを生成する走行ルート生成ステップと、
   前記第２走行時間行列に基づいて、前記走行ルート生成ステップで生成された走行ルートの走行時間を算出し、走行時間が最短である走行ルートを計画走行ルートとして選択する走行ルート選択ステップと、を含むことを特徴とするルート計画方法。
2. 前記第２走行時間行列形成ステップの先に、車両が前記一定期間内の各指定時間帯にすべての物流ノードの間を走行するのに必要な走行時間を取得し、取得した走行時間を構成要素として、前記一定期間内の各指定時間帯に対応する前記Ｍ個の第１走行時間行列を構成する第１走行時間行列形成ステップを含むことを特徴とする請求項１に記載のルート計画方法。
3. 前記第２走行時間行列形成ステップでは、前記Ｍ個の第１走行時間行列から、車両が運転する当日と道路交通状況が類似である規定期間のＰ個の第１走行時間行列を選択し、前記Ｐ個の第１走行時間行列のみで第２走行時間行列を形成し、なお、前記規定期間は前記一定期間以下であり、１日以上であり、Ｐは自然数であり、Ｍ≧Ｐ≧Ｎであることを特徴とする請求項１または２に記載のルート計画方法。
4. 前記第２走行時間行列形成ステップでは、車両が運転する当日と道路交通状況が類似である日のＮ個の第１走行時間行列を選択して、Ｎ個の前記第２走行時間行列とすることを特徴とする請求項１または２に記載のルート計画方法。
5. 第３走行時間行列形成ステップでは、すべての前記第２走行時間行列における同じ位置にある構成要素に対して最小値算出、最大値算出、中間値算出、平均値算出をそれぞれ実行し、
   前記走行ルート生成ステップでは、第３走行時間行列に基づいて、最小値算出、最大値算出、中間値算出、および平均値のそれぞれに対応する走行ルートをそれぞれ算出し、
   前記走行ルート選択ステップでは、前記走行ルート生成ステップで生成された各走行ルートの走行時間を算出し、走行時間が最短である走行ルートを計画走行ルートとすることを特徴とする請求項１または２に記載のルート計画方法。
6. 前記走行ルート生成ステップは、前記第３走行時間行列を利用して、次の式に従って、駐車場から各配達物流ノード対（ｉ，ｊ）までの配達時間コストＣ（ｉ，ｊ）を算出する配達時間コスト算出ステップを含み、
   Ｃ（ｉ，ｊ）＝Ｒ（０，ｉ）＋Ｒ（０，ｊ）−Ｒ（ｉ，ｊ）
   上記式において、０は駐車場を表し、ｉとｊは配達物流ノードを表し、Ｒ（０、ｉ）、Ｒ（０、ｊ）およびＲ（ｉ，ｊ）は前記第３走行時間行列の構成要素であることを特徴とする請求項１または２に記載のルート計画方法。
7. 前記走行ルート生成ステップは、前記配達時間コスト算出ステップで算出されたＣ（ｉ，ｊ）の値を、降順で配列する降順配列ステップを含むことを特徴とする請求項６に記載のルート計画方法。
8. 前記走行ルート生成ステップでは、降順に配列されたＣ（ｉ，ｊ）の値に応じて、物流ノード対（ｉ，ｊ）について順に走行ルート計画を行い、
   前記物流ノードｉとｊがいずれも前に生成した走行ルートに含まれない場合、駐車場と物流ノードｉ、ｊからなる走行ルートを生成し、
   前記物流ノードｉ及びｊのうちの一方が前に生成した走行ルートに含まれており、且つ該一方の物流ノードは駐車場に隣接している場合、他方の物流ノードを前に生成した走行ルートに追加し、
   前記物流ノードｉとｊがそれぞれ前に生成した異なる走行ルートに属しており、かつ物流ノードｉとｊがいずれも駐車場に隣接している場合、この２つの走行ルートを合併して１つの新しいルートにすることを特徴とする請求項７に記載のルート計画方法。
9. 複数の物流ノードを含むルートにおいて、車両の走行ルートを計画するルート計画装置であって、
   各構成要素がいずれも一定期間内の指定時間帯における２つの指定物流ノードの間の車両の走行時間を示すＭ個の第１走行時間行列を利用して、１日内の各前記指定時間帯における全ての物流ノードの間の車両の走行時間を代表する代表走行時間を算出し、前記代表走行時間を構成要素として、１日内の各前記指定時間帯に対応するＮ個の第２走行時間行列を構成し、なお、前記一定期間は１日より長く、ＭとＮは共に自然数であり、Ｍ≧Ｎである第２走行時間行列形成モジュールと、
   全ての前記第２走行時間行列における同一位置に位置する要素に対して前処理の算出を行い、算出により得られた値で１つの第３走行時間行列を形成し、なお、前記前処理の算出は、最小値算出、最大値算出、中間値算出、および平均値算出のうちの少なくとも１つを含む第３走行時間行列形成モジュールと、
   前記第３走行時間行列に基づいて前記前処理に対応する走行ルートを生成する走行ルート生成モジュールと、
   前記第２走行時間行列に基づいて、前記走行ルート生成モジュールで生成された走行ルートの走行時間を算出し、走行時間が最短である走行ルートを計画走行ルートとして選択する走行ルート選択モジュールと、を有することを特徴とするルート計画装置。