JP2020179787A - 車両運用計画作成装置、車両運用計画作成方法、及び車両運用計画作成プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
両編成を用いた列車の運行に関する情報である輸送計画情報と、各前記車両編成に関する属性及び検査実施予定と運用計画とに関する情報である車両編成情報と、前記車両編成に関連付けられている検査設備の検査能力を示す情報である検査能力情報と、を格納しており、前記プロセッサは、前記輸送計画情報について前記車両編成情報を適用して各前記車両編成を充当可能な列車を選定して運用計画を作成するとともに、各前記車両編成についての検査実施予定情報を前記車両編成情報から取得し、当該検査実施予定情報と前記検査能力情報と各前記車両編成の運用計画とに基づいて、各前記車両編成が検査実施予定情報で規定されている検査実施予定を前記運用計画に反映させる、車両運用計画作成装置である。
今日、車両運用計画を木構造で表現したネットワーク型のデータモデル(以下、「ネットワークモデル」とも言う。)を作成し、これに基づいて当該車両の運用計画を決定する手法は、一般的に利用されている。また、例えば佐藤圭介(2003)らによる以下の論文、
佐藤圭介,福村直登(2003).「ダイヤ乱れ時の貨物機関車運用整理問題」『数理モデル化と応用』Vol.2,No.3,pp.97−109.
には、ネットワークモデルに基づいて車両運用計画を決定する手法において、当該車両の検査周期を考慮するための技術が開示されている。この技術は、概略的には、まず、運用計画の作成対象となる車両(機関車)、指定された期間内に運行する列車、及び当該期間内に実施する検査などを示す情報を、それぞれ別個のノードとしてネットワークモデル上に配置する。このノードは、時間的情報、及び場所的情報を含む。次に、それぞれのノードが備える時間的情報、及び場所的情報に基づいて、接続可能な二つのノード間をそれぞれリンク(エッジ)で接続したのちに、リンクごとに評価値を算出する。そして、この評価値に基づいてリンクを取捨選択し、当該期間内の車両運用計画として、所定のノードを一度ずつ通る一のパスを抽出する。その結果、車両運用計画の作成対象となる車両の検査を当該期間内に実施しなければならない場合であっても、当該車両を検査実施日に確実に車両基地に回送させることができる。以下では、このようなネットワークモデルに基づいて本願発明の実施形態について説明するが、言うまでもなく本願発明の実施形態はそれに限定されるものではない。
<車両運用計画作成装置のハードウェア構成例>
まず、車両運用計画作成装置の物理的な構成について説明する。図1に、車両運用計画作成装置1のハードウェア構成例を模式的に示した。図1に示したように、車両運用計画作成装置1は、一点鎖線で示した車両基地102の外部に設置されており、各車両基地102a、102b・・・102n(以下、まとめて言うときや特に区別しないときには「車両基地102」と総称する。)の内部に設置されているデータ端末装置(Data Terminal Equipment; DTE)104a、104b・・・104n(以下、まとめて言うときや特に区別しないときには「データ端末装置104」と総称する。)とインターネット、専用線等の通信ネットワーク106を介して接続される。車両運用計画作成装置1に対しては、各検査員が保有するスマートフォンやタブレットなどの携帯機器(不図示)が通信ネットワーク106を介して接続されてもよい。本実施形態における車両運用計画作成装置1は
、一つまたは複数の汎用サーバからなるサーバ装置を想定している。車両運用計画作成装置1は、ラップトップPCなどの汎用コンピュータであってもよいし、携帯機器を含む構成であってもよい。また、車両運用計画作成装置1と通信ネットワーク106とは周知の通信用機器(不図示)を介して有線で接続されるが、無線で接続されてもよい。
サなどの演算器10、メモリ20、ハードディスクドライブ(HDD)、半導体ドライブ(SSD)などのストレージ40、データの入出力を行うための入出力装置30、それらを連結する有線又は無線の通信線を含むハードウェアと、ストレージ40に格納され、演算器10に処理命令を供給するソフトウェアによって実現される。コンピュータプログラムは、デバイスドライバ、オペレーティングシステム、それらの上位層に位置する各種アプリケーションプログラム、また、これらのプログラムに共通機能を提供するライブラリによって構成されてもよい。以下に説明する各ブロックは、ハードウェア単位の構成ではなく、機能単位のブロックを示している。
図2に示したように、車両運用計画作成装置1は、ユーザインタフェース部120、通信部140、データ処理部160、及びデータ格納部180を含む。
各車両の運用計画情報を表示させる。
データを受信してもよい。この場合、検査員は、例えばデータ端末装置104や携帯機器の入力部(不図示)に上記の各種情報を入力し、通信ネットワーク106を介して車両運用計画作成装置1に送信する。
以上で説明した車両運用計画作成装置1が車両運用計画を作成する過程を、以下で説明する。
ここではまず、車両運用計画作成装置1が、「車両編成1」、「車両編成2」、及び「
車両編成3」の三つの車両編成について、2018年11月7日(水)の車両運用計画を作成する過程を、7:00〜13:00の時間帯を中心に、図8〜16を用いて説明する。なお、以下の説明においては、特に日付の示唆がない場合、図3〜7に示した各種データは同日についての情報を示しているものとして説明する。
車両運用計画作成装置1は、図8に示した車両運用計画作成処理を行い、「車両編成1」、「車両編成2」、及び「車両編成3」の車両運用計画を作成する。具体的には、まず、検査枠算出部162が、「車両編成1」、「車両編成2」、及び「車両編成3」の検査を実施するX車両基地において、同時間帯に設定することができる検査枠を、検査員情報データ格納部186が格納する検査員のシフトに関するデータと、検査種別情報データ格納部190が格納する各種検査の所要時間を示すデータとに基づいて算出する(S801)。
ネットワークモデル作成部164は、輸送計画に相当するネットワークモデルを作成する(S901)。ネットワークモデルは、輸送計画情報データ格納部182に格納されている各列車、及び車両編成情報データ格納部184に格納されている各車両編成をそれぞれ一つのノードとし、場所と時間の整合性がとれるノード間をリンクで接続することによって作成する。なお、以下の説明では、列車を示すノードを「列車ノード」と、車両編成を示すノードを「車両編成ノード」と言うことがある。
列車ノードとの間や列車ノード間において以下の条件が成立する場合には、二つのノード間を接続するリンクが生成される。
りも後にX駅を出発する「列車6」に割り当てられて、再びX駅を出発することが可能である。
S)は、ネットワークモデル作成部164は、図9に示した車両運用ネットワークモデル作成処理を終了し、作成した車両運用ネットワークモデルを示すデータを車両運用計画決定部166に送信する。
図9に示したノード・リンク追加処理(S904)の詳細を、図11を参照しつつ説明する。なお、ここでは、「検査枠1」及び「検査枠2」を含む「検査枠群1」が取得されたものとして説明する。
ると、S902において分類された全ての検査枠群について、処理が行われたか判定する(S904)。この場合、「検査枠2」及び「検査枠3」を含む「検査枠群2」が未処理であるため(S905:NO)、ネットワークモデル作成部164は、ノード・リンク追加処理を行っていない「検査枠群2」を取得して(S903)、再びノード・リンク追加処理を行う(S904)。その結果、この時点で車両運用ネットワークモデルに追加されていなかった「検査枠3」に対応する検査枠ノードが新たに車両運用ネットワークモデルに追加される(S1102)。
たように、二つの検査同時割当数の制御用ノードのいずれともリンクで接続されている。
ネットワークモデル作成部164から車両運用ネットワークモデルを受信した車両運用計画決定部166は、各車両編成ノードを開始点とするパスを抽出する。このとき、車両運用計画決定部166は、各列車ノードが、いずれかのパスに必ず一回のみ含まれるようにパスを抽出する。また、車両運用計画決定部166は、当日が検査実施日にあたる車両編成に対応する車両編成ノードを開始点とするパスについては、検査枠ノードを必ず一つ含むように抽出する。ネットワークモデルからパスを抽出する処理方法に関する問題は、多品種流問題として定式化しており、例えば分枝限定法や山登り法などのアルゴリズムを用いて解く手法が多く提案されている。ネットワークモデル作成部164は、そうした既存のアルゴリズムを用いてパスを抽出する。
以上で説明した車両運用計画作成装置1によれば、車両基地102の所定の時間帯にお
ける検査実施能力を、当該車両基地102で検査に従事する検査員のシフトに関する情報と、当該車両基地102が保有する検査番線の使用の可否に関する情報などとに基づいて、精度よく算出することができる。その結果、実現可能な検査計画を含む車両運用計画を作成することができる。
もよい。この場合、車両運用計画作成装置を特定の車両基地102内に設置しているにもかかわらず、当該車両運用計画作成装置を、他の車両基地102が所管する車両や検査員、検査番線などの情報を適宜に扱うことができるように構成可能である。
の合間に車両の定期検査を車両基地で実施する交通機関において使用される車両の運用計画であれば、鉄道車両の運用計画を作成する場合と同様に、好ましく作成することができる。
10 CPU、20 メモリ、30 I/O、40 ストレージ
102 車両基地、104 データ端末装置、106 通信ネットワーク、
120 ユーザインタフェース部、122 入力部、124 出力部、
140 通信部、
160 データ処理部、162 検査枠算出部、
164 ネットワークモデル算出部、166 車両運用計画決定部、
180 データ格納部、
182 輸送計画情報データ格納部、184 車両編成情報データ格納部、
186 検査員情報データ格納部、188 検査番線情報データ格納部、
190 検査種別情報データ格納部、192 検査枠情報データ格納部、
194 ネットワークモデルデータ格納部、
196 車両運用計画データ格納部
Claims (12)
- 鉄道車両の運用計画を作成する車両運用計画作成装置であって、
プロセッサと前記プロセッサが使用するデータを格納するメモリとを備えたコンピュータとして構成され、
前記メモリは、
前記鉄道車両を組成してなる車両編成を用いた列車の運行に関する情報である輸送計画情報と、
各前記車両編成に関する属性及び検査実施予定と運用計画とに関する情報である車両編成情報と、
前記車両編成に関連付けられている検査設備の検査能力を示す情報である検査能力情報と、を格納しており、
前記プロセッサは、
前記輸送計画情報について前記車両編成情報を適用して各前記車両編成を充当可能な列車を選定して運用計画を作成するとともに、
各前記車両編成についての検査実施予定情報を前記車両編成情報から取得し、当該検査実施予定情報と前記検査能力情報と各前記車両編成の運用計画とに基づいて、各前記車両編成が検査実施予定情報で規定されている検査実施予定を前記運用計画に反映させる、
車両運用計画作成装置。 - 前記プロセッサは、前記運用計画を木構造で表現した車両運用計画データモデルとして作成し、
前記車両運用計画データモデルは、前記鉄道車両の車両編成を示すノードと、前記鉄道車両が割り当てられる列車を示すノードと、を含むとともに、少なくとも前記鉄道車両の検査実施日には、前記鉄道車両の検査を実施する車両基地の前記所定の時間帯における検査実施能力を示すノードと、前記列車を示すノードと前記車両基地の前記所定の時間帯における検査実施能力を示すノードとを接続するリンクと、をさらに含む、
請求項1に記載の車両運用計画作成装置。 - 前記車両基地の前記所定の時間帯における検査実施能力を示すノードは、前記検査の所要時間に応じて設定される検査枠を示すノードと、前記車両基地が保有する検査番線を示すノードとからなる、請求項2に記載の車両運用計画作成装置。
- 前記車両運用計画データモデルに含まれる前記検査枠を示すノードの数は、前記車両基地において前記検査を実施する検査員のシフトに基づいて算出される、請求項3に記載の車両運用計画作成装置。
- 前記車両運用データモデルに含まれる前記検査番線を示すノードの数は、前記車両基地が保有する検査番線のうち、前記所定の時間帯に使用可能な検査番線の数に基づいて算出される、請求項3に記載の車両運用計画作成装置。
- 鉄道車両の運用計画を作成する車両運用計画作成方法であって、
プロセッサと前記プロセッサが使用するデータを格納するメモリとを備えたコンピュータが、
前記鉄道車両を組成してなる車両編成を用いた列車の運行に関する情報である輸送計画情報について、各前記車両編成に関する属性及び検査実施予定と運用計画とに関する情報である車両編成情報を適用して各前記車両編成を充当可能な列車を選定して運用計画を作成する処理と、
各前記車両編成についての検査実施予定情報を前記車両編成情報から取得し、当該検査実施予定情報と、前記車両編成に関連付けられている検査設備の検査能力を示す情報であ
る検査能力情報と、各前記車両編成の運用計画とに基づいて、各前記車両編成が検査実施予定情報で規定されている検査実施予定を前記運用計画に反映させる処理と、を実行する、
車両運用計画作成方法。 - 前記プロセッサは、前記運用計画を木構造で表現した車両運用計画データモデルとして作成し、
前記車両運用計画データモデルは、前記鉄道車両の車両編成を示すノードと、前記鉄道車両が割り当てられる列車を示すノードと、を含むとともに、少なくとも前記鉄道車両の検査実施日には、前記鉄道車両の検査を実施する車両基地の前記所定の時間帯における検査実施能力を示すノードと、前記列車を示すノードと前記車両基地の前記所定の時間帯における検査実施能力を示すノードとを接続するリンクと、をさらに含む、
請求項6に記載の車両運用計画作成方法。 - 前記車両基地の前記所定の時間帯における検査実施能力を示すノードは、前記検査の所要時間に応じて設定される検査枠を示すノードと、前記車両基地が保有する検査番線を示すノードとからなる、請求項7に記載の車両運用計画作成方法。
- 前記車両運用計画データモデルに含まれる前記検査枠を示すノードの数は、前記車両基地において前記検査を実施する検査員のシフトに基づいて算出される、請求項8に記載の車両運用計画作成方法。
- 前記車両運用データモデルに含まれる前記検査番線を示すノードの数は、前記車両基地が保有する検査番線のうち、前記所定の時間帯に使用可能な検査番線の数に基づいて算出される、請求項8に記載の車両運用計画作成方法。
- 鉄道車両の運用計画を作成する車両運用計画作成プログラムであって、
プロセッサと前記プロセッサが使用するデータを格納するメモリとを備えたコンピュータに、
前記鉄道車両を組成してなる車両編成を用いた列車の運行に関する情報である輸送計画情報について、各前記車両編成に関する属性及び検査実施予定と運用計画とに関する情報である車両編成情報を適用して各前記車両編成を充当可能な列車を選定して運用計画を作成する機能と、
各前記車両編成についての検査実施予定情報を前記車両編成情報から取得し、当該検査実施予定情報と、前記車両編成に関連付けられている検査設備の検査能力を示す情報である検査能力情報と、各前記車両編成の運用計画とに基づいて、各前記車両編成が検査実施予定情報で規定されている検査実施予定を前記運用計画に反映させる機能と、を発揮させる、
車両運用計画作成プログラム。 - 前記プロセッサは、前記運用計画を木構造で表現した車両運用計画データモデルとして作成し、
前記車両運用計画データモデルは、前記鉄道車両の車両編成を示すノードと、前記鉄道車両が割り当てられる列車を示すノードと、を含むとともに、少なくとも前記鉄道車両の検査実施日には、前記鉄道車両の検査を実施する車両基地の前記所定の時間帯における検査実施能力を示すノードと、前記列車を示すノードと前記車両基地の前記所定の時間帯における検査実施能力を示すノードとを接続するリンクと、をさらに含む、
請求項11に記載の車両運用計画作成プログラム。
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