JP2023114202A - 車両充当計画システム、車両充当計画方法、および車両充当計画プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】健全度が低い車両が故障した場合を考慮した、路線内での車両充当計画を作成すること。【解決手段】路線内の１または複数の運行を組み合わせた行路を車両で構成された編成の各運行日に割り付けることで編成の運用計画を作成する車両充当計画装置２が、状態基準保全によって得られた編成内の車両が備える車載機器の健全性を示す車両健全性情報を取得する情報取得部２１と、車両健全性情報において健全性が低い値を示す編成ほど優先的に特定の行路を割り当てる計画作成部２２と、を備え、計画作成部２２は、行路の走行距離の情報、行路の走行時間の情報、および編成が所属する車両基地の情報の少なくとも１つの情報に基づいて、特定の行路を選択して割り当てる。【選択図】図２

Description

本開示は、保守計画を考慮した車両充当計画を作成する車両充当計画システム、車両充当計画方法、および車両充当計画プログラムに関する。

鉄道会社における日々の車両充当計画を作成する車両充当計画装置は、使用者からの指示に従って、車両の編成に対して日毎の行路を設定するとともに、特定日を車載機器等の検査を実行する日に設定する。このように、車両充当計画装置は、車載機器等の検査を実行する日を設定することで列車の運行中に車載機器等が故障することを防止している。

特許文献１に記載の車両保守計画解析システムは、旅客負荷、運行負荷、および気象負荷といった負荷のデータから車両の劣化具合を算出し、劣化具合に応じて車両を現状とは負荷が異なる路線に配置転換している。この車両保守計画解析システムは、例えば、旅客負荷率が高い都心の路線を走行する車両を、旅客負荷率が低い田舎の路線に配車することで点検およびメンテナンス作業の回数を抑制している。

特開２０１５－１９３３５９号公報

しかしながら、上記特許文献１の技術では、編成に対して車両充当計画の対象とする路線を変更することはできるが、路線内で行路を割当てることはできない。このため、上記特許文献１の技術では、劣化具合が大きく健全度が低い車両が故障した場合を考慮した、路線内での車両充当計画を作成することはできないという問題があった。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、健全度が低い車両が故障した場合を考慮した、路線内での車両充当計画を作成することができる車両充当計画システムを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示の車両充当計画システムは、路線内の１または複数の運行を組み合わせた行路を車両で構成された編成の各運行日に割り付けることで編成の運用計画を作成する車両充当計画システムであって、状態基準保全によって得られた編成内の車両が備える車載機器の健全性を示す車両健全性情報を取得する情報取得装置と、車両健全性情報において健全性が低い値を示す編成ほど優先的に特定の行路を割り当てる計画作成装置と、を備える。計画作成装置は、行路の走行距離の情報、行路の走行時間の情報、および編成が所属する車両基地の情報の少なくとも１つの情報に基づいて、特定の行路を選択して割り当てる。

本開示にかかる車両充当計画システムは、健全度が低い車両が故障した場合を考慮した、路線内での車両充当計画を作成することができるという効果を奏する。

実施の形態にかかる列車運行システムの構成を示す図 実施の形態にかかる車両充当計画装置の構成を示す図 実施の形態にかかる車両充当計画装置による車両充当計画の作成処理手順を示すフローチャート 実施の形態にかかる列車運行システムにおける車両運行計画を説明するための図 実施の形態にかかる車両充当計画装置が記憶しておく行路情報を説明するための図 実施の形態にかかる車両充当計画装置が作成する車両充当計画の構成例を示す図 実施の形態に係る車両充当計画装置が備える処理回路をプロセッサおよびメモリで実現する場合の処理回路の構成例を示す図 実施の形態に係る車両充当計画装置が備える処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の処理回路の例を示す図

以下に、本開示の実施の形態にかかる車両充当計画システム、車両充当計画方法、および車両充当計画プログラムを図面に基づいて詳細に説明する。

実施の形態．
図１は、実施の形態にかかる列車運行システムの構成を示す図である。列車運行システム１は、複数の車両３と、コンピュータと、診断装置５と、車両充当計画装置２とを備えている。なお、以下の説明では、列車運行システム１が備えるコンピュータがクラウドコンピュータ４である場合について説明するが、列車運行システム１が備えるコンピュータは非クラウドであってもよい。

列車運行システム１は、列車を運行させるシステムである。この列車運行システム１では、編成を構成する車両３に搭載されている車載機器の状態を示す情報（以下、車両状態情報という）に基づいて、車両充当計画が作成され、車両充当計画に従って列車が運行される。車両充当計画は、各編成に対し、日毎の行路および検査を実行する日が設定された情報である。各編成は、車両充当計画に基づいて、日毎に設定されている行路を走り、検査が設定されている日には検査を受ける。なお、検査に要する時間が短い場合は、編成が朝ラッシュの行路に投入された後、午後から検査が行われる場合もある。すなわち、各編成には、同一日に行路と検査との両方が設定される場合がある。

列車運行システム１では、複数台の車両３が連結されることで１編成（１本）が構成されている。なお、１編成に割り当てられる車両３は、１台であってもよい。各車両３には、種々の車載機器が配置されている。車載機器の例は、モータ、モータの制御装置などである。

各車両３は、センサなどによって車両状態情報を取得し、インターネットなどのネットワークを介して、車両状態情報をクラウドコンピュータ４に送信する。車両状態情報は、例えば、車載機器の状態を示す情報である。車両状態情報の例は、モータから検出される電流値、制御装置から検出される電流値などである。なお、各車両３は、無線通信によって車両状態情報をクラウドコンピュータ４に送信してもよい。

クラウドコンピュータ４は、車両状態情報を格納しておく。診断装置５は、クラウドコンピュータ４から車両状態情報を読み出すとともに、車両状態情報に基づいて、車両３の劣化具合といった健全性（健全度）を示す情報（以下、車両健全性情報という）を算出する。診断装置５は、車両健全性情報を車両３の編成単位で算出する。

車両健全性情報は、車両３の信頼性、車両３の故障の予兆、車両３に対する修理の必要度などを含む情報である。車両健全性情報において、車両３の信頼性、車両３の故障の予兆、車両３に対する修理の必要度などは、確率的な数値で示される。車両健全性情報には、複数の項目が含まれている。車両健全性情報では、項目毎に健全性を示す数値が対応付けされている。車両健全性情報では、車両３を識別する情報である車両識別情報と、車両３の健全性を示す値である車両健全値とが対応付けされている。

車両充当計画装置２は、車両充当計画を作成するコンピュータである。車両充当計画装置２は、路線内の１または複数の運行を組み合わせた行路を車両３で構成された編成の各運行日に割り付けることで編成の運用計画である車両充当計画を作成する。車両充当計画装置２は、診断装置５から車両健全性情報を取得する。車両充当計画装置２は、車両健全性情報に基づいて、各編成に日毎の行路および検査の日を設定することで、車両充当計画を作成する。

車両充当計画装置２は、健全性の低い編成から優先して、故障時の対応が容易な行路を設定する。具体的には、車両充当計画装置２は、健全性の低い編成ほど、走行距離が短い行路、走行時間が短い行路、および編成が所属する車両基地（以下、所属車両基地という）に戻ってくることが容易な行路の少なくとも１つを設定する。

所属車両基地に戻ってくることが容易な行路は、所属車両基地に近い領域を多く走行する行路である。所属車両基地に近い領域は、所属車両基地からの線路上での走行距離が短い行路、または所属車両基地までの走行時間が短い行路である。所属車両基地は、列車が主に発地および着地となる車両基地である。なお、編成は、自社に複数の車両基地が存在している場合に、所属車両基地以外の車両基地に滞泊する場合もある。また、編成は、他社の車両基地で滞泊する場合もある。ここでの他社は、編成が所属する鉄道会社とは異なる別の鉄道会社である。

本実施の形態の列車運行システム１は、状態基準保全（ＣＢＭ：Condition Based Maintenance）によって編成内の車両３が備える車載機器の健全性を維持する。状態基準保全は、時間基準保全（ＴＢＭ：Time Based Maintenance）よりも効率良く車載機器を検査することができる保全方法である。

状態基準保全では、車両３が、センサなどによって取得した車両３の状態を示す車両状態情報が、クラウドコンピュータ４に常時記録される。そして、診断装置５が、車両状態情報に基づいて、故障の予兆を把握する。具体的には、診断装置５は、車両状態情報に基づいて、車両健全性情報を作成する。診断装置５は、地上装置である車両充当計画装置２に車両健全性情報を報告する。車両充当計画装置２は、車両健全性情報に基づいて、検査の必要な車両３に検査を設定する。

状態基準保全の場合、車載機器が有している本来の寿命ぎりぎりまで車載機器を使うことができるので経済的であり、定期的な検査は不要となる。このように、列車運行システム１に状態基準保全が適用される場合、列車運行システム１は、車載機器の状態を監視し、車載機器の劣化の兆候を把握することによって、劣化状況に合わせてその都度保守が実行される。

一方、時間基準保全は、特定の周期で車載機器等を検査し、必要に応じて修理および部品を交換する保全方法である。時間基準保全が適用される場合、列車の運行中に故障を発生させないためには、平均的な故障間隔よりも短い間隔で車載機器等を検査しなければならず、車載機器の本来の寿命よりも短い周期で車載機器等の修理または交換が必要となる。

本実施の形態の列車運行システム１は、状態基準保全によって車載機器等の修理または交換を行うので、効率良く車載機器等の修理または交換を行うことができる。状態基準保全を行う診断装置５が、修理または交換が必要であるか不要であるかの２値のみを得ることができるか、あるいは車載機器等の厳密な交換期限を得ることができるのであれば、修理または交換の計画を立てやすい。しかしながら、診断装置５は、実際には修理の必要度を示す車両健全性情報として確率的な数値しか算出できない。

本実施の形態の車両充当計画装置２は、このような確率的な数値で示される車両健全性情報に基づいて、各編成に行路を設定することで車両充当計画を作成する。なお、車両充当計画装置２は、車両充当計画に対して行路および検査の日を設定する。この場合において、車両充当計画装置２は、他の装置によって事前設定されている検査の日を車両充当計画に設定する。なお、車両充当計画装置２は、時間基準保全によって検査の日を設定してもよい。この場合も、車両充当計画装置２は、状態基準保全によって各編成に行路を設定する。検査の設定に関しては、他の装置によって事前設定されている検査の日がそのまま設定される場合もあるが、車両充当計画装置２が行路および検査を同時に考慮して設定する場合もある。車両充当計画装置２が検査を設定する場合、車両充当計画装置２は、状態基準保全によって検査の日を設定する場合と、時間基準保全によって検査の日を設定する場合と、状態基準保全および時間基準保全の組み合わせによって検査の日を設定する場合とがある。車両充当計画装置２は、時間基準保全によって検査の日を設定する場合でも、車両健全性情報に基づいて各編成に行路を設定する。

図２は、実施の形態にかかる車両充当計画装置の構成を示す図である。車両充当計画装置２は、情報取得部２１と、計画作成部２２と、車両情報記憶部４１と、行路情報記憶部４２と、充当計画記憶部４３とを有している。

車両情報記憶部４１は、車両情報を記憶する。車両情報は、各編成に何れの車両３が割り当てられているかを示す情報である。車両情報は、例えば、編成の一覧情報である。行路情報記憶部４２は、行路情報を記憶する。行路情報は、行路を識別する情報（行路番号など）と、出区時刻（出発の時刻）と、入区時刻（戻りの時刻）と、走行距離と、備考欄とが対応付けされた情報である。充当計画記憶部４３は、計画作成部２２が作成した車両充当計画を記憶する。

情報取得部２１は、車両健全性情報を診断装置５から取得する。情報取得部２１は、有線通信または無線通信によって、診断装置５から車両健全性情報を取得する。情報取得部２１は、車両健全性情報を計画作成部２２に送信する。

計画作成部２２は、ソート部２３と、行路選択部２４と、出力部２５とを有している。ソート部２３は、情報取得部２１から送られてくる車両健全性情報を受け付ける。また、ソート部２３は、車両情報記憶部４１から車両情報を読み出す。

ソート部２３は、車両健全性情報および車両情報に基づいて、車両３の編成をソートする。ソート部２３は、車両情報の全ての編成を列挙し、編成を車両健全性情報の車両健全値の大きさに基づいてソートする。ソート部２３は、車両健全性情報において車両健全値が低い値を示している順番で編成をソートする。すなわち、ソート部２３は、状態基準保全において健全性が低いと診断された順に編成をソートする。ソート部２３は、ソートした後の車両健全性情報を行路選択部２４に送る。

行路選択部２４は、行路情報記憶部４２から行路情報を読み出す。行路選択部２４は、状態基準保全または時間基準保全に基づいて、各編成に検査の日を設定する。

また、行路選択部２４は、行路情報および編成がソートされている車両健全性情報に基づいて、検査の日以外の日に対して行路を設定する。具体的には、行路選択部２４は、車両健全値が低い編成ほど、短い走行距離の行路、短い走行時間となる行路、所属車両基地までの走行距離が短い行路、または所属車両基地まで短時間で到達できる行路を設定する。これにより、車両健全値が低い編成は、不具合が生じた場合に、短距離または短時間で所属車両基地に戻ってくることができる。

なお、行路選択部２４は、走行距離、走行時間、所属車両基地までの距離、および所属車両基地までの到達時間の少なくとも１つに基づいた評価値を算出し、この評価値に基づいて行路を設定してもよい。この評価値は、走行距離が短いほど大きな値となり、走行時間が短いほど大きな値となる。また、この評価値は、所属車両基地までの走行距離が短いほど大きな値となり、所属車両基地までの到達時間が短いほど大きな値となる。行路選択部２４は、車両健全値が低い編成ほど、評価値が高い行路を設定する。

また、行路選択部２４は、健全性が特定値よりも低い編成に対しては、所属車両基地に戻ってくる行路を優先的に設定してもよい。すなわち、行路選択部２４は、健全性が特定値よりも低い編成に対しては、所属車両基地が着地となる行路を優先的に設定してもよい。

行路選択部２４は、健全性が特定値よりも低い編成に対して所属車両基地に戻ってこない行路を設定する場合には、走行距離および走行時間の少なくとも１つに基づいた評価値を算出し、この評価値に基づいて行路を設定してもよい。

また、行路選択部２４は、予め設定された行路の優先度順に従って編成に行路を設定してもよい。この場合、行路選択部２４は、健全性が低い編成ほど優先度が高い行路を設定する。例えば、行路の優先度は、車両充当計画装置２の使用者などによって設定され、車両充当計画装置２で記憶しておく。

また、行路選択部２４は、健全性が特定値よりも低い編成に対しては、他社の車両基地で滞泊しない行路を設定してもよい。また、行路選択部２４は、健全性が特定値よりも低い編成に対して、所属車両基地以外の自社の車両基地に戻ってくる行路を設定してもよい。

また、行路選択部２４は、故障時の対応が容易になるように、健全性の低い編成に対しては、使用者などによって事前に設定された時間帯に運用される行路を避けた行路を設定してもよい。行路選択部２４は、例えば、健全性の低い編成に対しては、早朝または深夜の営業を避けた行路を設定してもよい。具体的には、行路選択部２４は、健全性が特定値よりも低い編成に対しては、午前４時から午前６時までの時間帯に運用される行路、および午後１１時以降の時間帯に運用される行路の少なくとも一方を避けた行路を設定する。

また、行路選択部２４は、例えば、健全性の低い編成に対しては、乗車率が高い混雑時間帯を避けた行路を設定してもよい。具体的には、行路選択部２４は、健全性が特定値よりも低い編成に対しては、午前７時から午前９時までの時間帯に運用される行路を避けた行路を設定する。また、行路選択部２４は、健全性が特定値よりも低い編成に対しては、例えば、午前７時から午前９時までの時間帯の上りに運用される行路を避けた行路を設定してもよい。

行路選択部２４は、全ての行路を何れかの編成に設定することで、車両充当計画を作成する。行路選択部２４は、車両充当計画を出力部２５に送る。出力部２５は、車両充当計画を充当計画記憶部４３に記憶させる。

なお、車両充当計画装置２が備える構成要素の一部は、車両充当計画装置２とは別のコンピュータに配置されてもよい。すなわち、車両充当計画装置２は、１台のコンピュータで実現される場合に限らずネットワークで接続された複数台のコンピュータで実現されてもよい。この場合、車両充当計画装置２は、複数台のコンピュータを有した車両充当計画システムとなる。車両充当計画システムは、例えば、情報取得部２１を実現する情報取得装置を実現するコンピュータと、計画作成部２２を実現する計画作成装置を実現するコンピュータと、３つの記憶部（車両情報記憶部４１、行路情報記憶部４２、および充当計画記憶部４３）を実現する記憶装置とを備える。

なお、計画作成部２２が備える構成要素の一部は、計画作成部２２とは別のコンピュータに配置されてもよい。すなわち、計画作成部２２は、１台のコンピュータで実現される場合に限らずネットワークで接続された複数台のコンピュータで実現されてもよい。また、３つの記憶部を実現する記憶装置は、１台の記憶装置で実現される場合に限らずネットワークで接続された複数台の記憶装置で実現されてもよい。また、車両充当計画装置２が備える構成要素の一部は、クラウド上に配置されてもよい。

つぎに、車両充当計画装置２による車両充当計画の作成処理手順について説明する。図３は、実施の形態にかかる車両充当計画装置による車両充当計画の作成処理手順を示すフローチャートである。

車両充当計画装置２の情報取得部２１は、診断装置５などから車両健全性情報を取得する。情報取得部２１は、取得した車両健全性情報を計画作成部２２のソート部２３に送る。

ソート部２３は、計画作成部２２から車両健全性情報を受け付ける。また、ソート部２３は、車両情報記憶部４１から車両情報を読み出す。ソート部２３は、車両健全性情報および車両情報に基づいて、健全性の低い順に編成をソートする（ステップＳ１０）。ソート部２３は、ソートした車両健全性情報を行路選択部２４に送る。

行路選択部２４は、ソート部２３からソートされた車両健全性情報を受け付ける。また、行路選択部２４は、行路情報記憶部４２から行路情報を読み出す。図４は、実施の形態にかかる列車運行システムにおける車両運行計画を説明するための図である。図４に示す車両運行計画５１の横軸が時刻であり、縦軸が場所である。

車両運行計画５１には、複数の行路が含まれている。図４では、１つの路線に駅ＳＡ，ＳＢ，ＳＣが含まれており、これらの駅ＳＡ，ＳＢ，ＳＣ間を列車が運行する場合の車両運行計画５１を示している。

車両運行計画５１には、行路１１～１３が含まれている。各行路１１～１３は、発地から着地まで同じ車両３が割り当てられる列車に対応している。１つの車両３は、行路１１～１３の何れか１つにしか設定されていない。換言すると、車両運行計画５１においては、１つの列車に複数の編成を割り当てることはできない。また、車両運行計画５１においては、場所と時刻が連続していなければならない。

例えば、行路１１は、駅ＳＡが発地であり、駅ＳＡ、駅ＳＢ、駅ＳＣ、駅ＳＢ、駅ＳＣ、駅ＳＢ、着地である駅ＳＡの順番で列車を運行させる行路である。これらの駅間を結ぶ一連の運行の行程が行路１１である。車両運行計画５１では、ダイヤ上の全ての列車に車両３が割り当てられている。

図４に示した行路１１～１３などの各行路には、出区時刻、入区時刻などが設定されている。このような出区時刻、入区時刻などが設定された情報の例が、図５に示す行路情報５２である。なお、図５の行路情報５２は、図４の各行路に対応したものではない。

図５は、実施の形態にかかる車両充当計画装置が記憶しておく行路情報を説明するための図である。行路情報５２では、行路番号と、出区時刻と、入区時刻と、走行距離と、備考の情報とが対応付けされている。

行路番号は、行路を識別する情報の一例である。出区時刻は、列車が発地から出発する時刻であり、入区時刻は、列車が着地に到着する時刻である。走行距離は、発地から着地までの列車の走行距離である。備考の情報の例は、行路が朝ラッシュのみの運用であること、他社の車両基地で滞泊することなどである。

行路情報５２に含まれる行路には、行路番号が２，４の行路のように朝ラッシュのみ運用されてすぐに所属車両基地に戻ってくる運用もあれば、行路番号が５の行路のように直通先の他社の車両基地で滞泊して翌日になってから戻ってくる運用もある。

行路選択部２４は、状態基準保全に基づいて、各編成に検査の日を設定する。そして、行路選択部２４は、行路情報５２および編成がソートされている車両健全性情報に基づいて、検査の日以外の日に対して行路を設定する。行路選択部２４は、編成の健全性に応じた行路を選択して設定する処理を、全ての編成について繰り返す（ステップＳ２１～Ｓ２３）。具体的には、行路選択部２４は、走行距離の情報、走行時間の情報、および編成の拠点である所属車両基地の情報の少なくとも１つに基づいて、特定の行路を選択し、健全性が低い値を示す編成ほど優先的に特定の行路を割り当てる。具体的には、行路選択部２４は、各編成に行路を設定する際に、健全性の低い編成ほど、走行距離が短い行路、走行時間が短い行路、および編成が所属車両基地に戻ってくることが容易な行路の少なくとも１つを設定する。これにより、行路選択部２４は、車両充当計画を作成する。

なお、行路選択部２４が行路の割り当てに用いた少なくとも１つの情報は、車両充当計画装置２の使用者によって優先度が設定された情報であってもよい。この場合、車両充当計画装置２は、設定された優先度に基づいて、特定の行路を選択して編成に割り当てる。

走行距離または走行時間が長い運用に編成を投入していると、途中で車載機器の故障が発生した場合の対応が困難である。また、所属車両基地に戻ってくるのに長時間または長距離走行が必要な運用に編成を投入していると、途中で車載機器の故障が発生した場合の対応が困難である。また、他社の車両基地で滞泊するような運用は、途中で車載機器の故障が発生した場合の対応が特に困難である。本実施の形態では、行路選択部２４が、状態基準保全によって、車載機器の信頼性が低くなっていると診断された編成に対し、走行距離、走行時間などが短い運用に優先的に投入することで、故障発生時の対応を容易にすることができる。

行路選択部２４は、従来の行路の割り当て方法と組み合わせて行路を設定してもよい。行路選択部２４は、例えば、メタヒューリスティクスの方法と、本実施の形態の行路の割り当て方法とを組み合わせて行路を設定してもよい。この場合、行路選択部２４は、健全性と行路の評価との関係を評価関数に組み込んで解く。

また、行路選択部２４は、特定のパターン（例えば、行路のローテーションパターン）に基づいた行路の設定方法と、本実施の形態の行路の割り当て方法とを組み合わせて行路を設定してもよい。この場合、行路選択部２４は、健全性を示す数値が特定値よりも低い編成に対して走行距離が短い行路などを設定し、その後、残りの編成に対して特定のパターンに従って行路を設定する。

また、行路選択部２４は、制約プログラミングによる行路の設定方法と、本実施の形態の行路の割り当て方法とを組み合わせて行路を設定してもよい。この場合、行路選択部２４は、行路割り当ての試行を、健全性が低い編成に対して有利な行路から行う。

また、行路選択部２４は、駅の繋がりなど基本的な制約は遵守したうえで各編成に日毎の行路を割り当てる。例えば、行路選択部２４は、車両充当計画を作成する際に、編成に対する前後の運用で場所が連続するように行路を割り当てる。すなわち、行路選択部２４は、１日目行路の着地と２日目行路の発地とが一致するように行路を割り当てる。また、行路選択部２４は、その日に必要とされている行路の全てに編成を充当する。また、行路選択部２４は、定期的な検査、定期的な清掃などの作業を各編成に充当する。

行路選択部２４は、時間基準保全または状態基準保全によって必要とされる検査以外の検査を割り当てない。すなわち、行路選択部２４は、必要な検査数よりも検査数を増やさない。また、行路選択部２４は、健全性が特定値よりも高い編成に対しては、特定期間において走行距離が均等化されるように行路を割り当てる。また、行路選択部２４は、健全性が特定値よりも高い編成に対しては、駅の繋がりなどの制約を満たした標準の行路充当順序（交番順序）にできるだけ沿って行路を割り当てる。

標準の行路充当順序では、割り当てる行路の順番が設定されている。標準の行路充当順序では、例えば、第Ｎ（Ｎは自然数）日を第１の行路とし、第（Ｎ＋１）日を第２の行路とし、第（Ｎ＋２）日を第３の行路とするといったように行路の順番が設定されている。行路選択部２４は、健全性が特定値よりも高い編成に対しては、例えば、第１の編成に対して第１日に第１の行路を設定すると、第２日には第２の行路を設定し、第３日には第３の行路を設定する。

図６は、実施の形態にかかる車両充当計画装置が作成する車両充当計画の構成例を示す図である。車両充当計画５３では、日付および編成に対応する「行路」または「検査」が設定されている。「行路」は、編成が走行する行路であり、「検査」は、編成が検査される日である。

車両充当計画５３では、車両３の編成と、編成の運行が行われる日とが対応付けされている。図６では、車両充当計画５３に含まれる編成が編成Ｘ１～Ｘ５であり、編成が運行される日が１日～７日まである場合を示している。

車両充当計画５３では、１日～７日までの各日に対する編成Ｘ１～Ｘ５の「行路」または「検査」が割り当てられている。例えば、編成Ｘ１の場合、１日の日は、行路Ｙ１が割り当てられ、２日の日は、行路Ｙ３が割り当てられている。

出力部２５は、行路選択部２４が作成した車両充当計画５３を充当計画記憶部４３に出力する。これにより、充当計画記憶部４３は、車両充当計画５３を記憶しておく。この後、車両充当計画５３内の車両充当計画５３が読み出され、車両充当計画５３に従って編成が運行される。

なお、車両充当計画５３は、編成の運行に用いられてもよいし、これから作成される車両充当計画の作成支援に用いられてもよい。車両充当計画５３が、これから作成される車両充当計画の作成支援に用いられる場合、車両充当計画５３は、これから作成される車両充当計画の候補として充当計画記憶部４３内から読み出される。車両充当計画の作成者は、充当計画記憶部４３内から読み出した車両充当計画５３を参照して、所望する車両充当計画を作成する。

ところで、車両充当計画装置２が、状態基準保全によって保全する車載機器は、使用時間に比例して劣化が進む装置ではない。このため、車両充当計画装置２によって行路が割り当てられる編成は、何れのタイミングで故障が発生するかは確率的な数値でしか分からない。一方、蓄電池等のように使用するほど劣化が進む装置では、何れのタイミングで充電が切れるかが容易に分かるので、劣化に応じた運用を行うことは容易である。

本実施の形態では、車載機器が、何れのタイミングで故障するかが確率的な数値でしか分からない場合であっても、車両充当計画装置２が、車両健全値が低い編成ほど、所属車両基地までの距離が短い行路などを設定しているので、故障発生時の対応が容易になる。

つづいて、車両充当計画装置２のハードウェア構成について説明する。車両充当計画装置２において、情報取得部２１および計画作成部２２は処理回路により実現される。この処理回路は、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサおよびメモリであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。処理回路は制御回路とも呼ばれる。

図７は、実施の形態に係る車両充当計画装置が備える処理回路をプロセッサおよびメモリで実現する場合の処理回路の構成例を示す図である。図７に示す処理回路９０は制御回路であり、プロセッサ９１およびメモリ９２を備える。処理回路９０がプロセッサ９１およびメモリ９２で構成される場合、処理回路９０の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ９２に格納される。処理回路９０では、メモリ９２に記憶されたプログラムをプロセッサ９１が読み出して実行することにより、各機能を実現する。すなわち、処理回路９０は、車両充当計画装置２の処理が結果的に実行されることになる車両充当計画プログラムを格納するためのメモリ９２を備える。この車両充当計画プログラムは、処理回路９０により実現される各機能を車両充当計画装置２に実行させるためのプログラムであるともいえる。この車両充当計画プログラムは、プログラムが記憶された記憶媒体により提供されてもよいし、通信媒体など他の手段により提供されてもよい。

ここで、プロセッサ９１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、またはＤＳＰ（Digital Signal Processor）などである。また、メモリ９２は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically ＥＰＲＯＭ）などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、またはＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などが該当する。

図８は、実施の形態に係る車両充当計画装置が備える処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の処理回路の例を示す図である。図８に示す処理回路９３は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。

処理回路９０，９３については、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。このように、処理回路９０，９３は、専用のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。

なお、情報取得部２１および計画作成部２２は、別々の処理回路で実現されてもよい。また、ソート部２３および行路選択部２４は、別々の処理回路で実現されてもよい。

このように、実施の形態の計画作成部２２は、行路の走行距離の情報、行路の走行時間の情報、および編成が所属する車両基地の情報の少なくとも１つの情報に基づいて、特定の行路を選択し、車両健全性情報において健全性が低い値を示す編成ほど優先的に選択した特定の行路を割り当てている。これにより、車両充当計画装置２は、健全度が低い車両３が故障した場合を考慮した、路線内での車両充当計画５３を作成することが可能となる。

以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ 列車運行システム、２ 車両充当計画装置、３ 車両、４ クラウドコンピュータ、５ 診断装置、１１～１３ 行路、２１ 情報取得部、２２ 計画作成部、２３ ソート部、２４ 行路選択部、２５ 出力部、４１ 車両情報記憶部、４２ 行路情報記憶部、４３ 充当計画記憶部、５１ 車両運行計画、５２ 行路情報、５３ 車両充当計画、９０,９３ 処理回路、９１ プロセッサ、９２ メモリ。

Claims (10)

1. 路線内の１または複数の運行を組み合わせた行路を車両で構成された編成の各運行日に割り付けることで前記編成の運用計画を作成する車両充当計画システムであって、
   状態基準保全によって得られた前記編成内の前記車両が備える車載機器の健全性を示す車両健全性情報を取得する情報取得装置と、
   前記車両健全性情報において前記健全性が低い値を示す編成ほど優先的に特定の行路を割り当てる計画作成装置と、
   を備え、
   前記計画作成装置は、前記行路の走行距離の情報、前記行路の走行時間の情報、および前記編成が所属する車両基地の情報の少なくとも１つの情報に基づいて、前記特定の行路を選択して割り当てる、
   ことを特徴とする車両充当計画システム。
2. 前記計画作成装置は、前記健全性が低い値を示す編成ほど、この編成が所属する前記車両基地までの距離が短い行路、前記車両基地まで短時間で到達できる行路、前記走行距離が短い行路、または前記走行時間が短い行路を割り当てる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両充当計画システム。
3. 前記計画作成装置は、前記行路から前記編成が所属する前記車両基地までの距離、前記行路から前記車両基地まで到達するのに要する時間、前記走行距離、および前記走行時間の少なくとも１つに基づいた評価値を算出し、この評価値に基づいて前記特定の行路を選択して割り当てる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両充当計画システム。
4. 前記計画作成装置は、前記健全性が特定値よりも低い編成に対しては、事前に設定された時間帯に運用される行路を避けた行路を設定する、
   ことを特徴とする請求項１から３の何れか１つに記載の車両充当計画システム。
5. 前記計画作成装置は、前記健全性が特定値よりも低い編成に対しては、この編成が所属する前記車両基地に戻ってくる行路を設定する、
   ことを特徴とする請求項１から４の何れか１つに記載の車両充当計画システム。
6. 前記計画作成装置は、前記健全性が特定値よりも低い編成に対してこの編成が所属する前記車両基地に戻ってくる行路を設定しない場合には、前記走行距離および前記走行時間の少なくとも１つに基づいた評価値を算出し、この評価値に基づいて前記特定の行路を選択して割り当てる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両充当計画システム。
7. 前記計画作成装置は、前記健全性が特定値よりも低い編成に対しては、他社の車両基地で滞泊しない行路を設定する、
   ことを特徴とする請求項１から６の何れか１つに記載の車両充当計画システム。
8. 前記割り当てに用いた前記少なくとも１つの情報は、使用者によって優先度が設定された情報であり、
   前記計画作成装置は、前記優先度に基づいて、前記特定の行路を選択して割り当てる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両充当計画システム。
9. 路線内の１または複数の運行を組み合わせた行路を車両で構成された編成の各運行日に割り付けることで前記編成の運用計画を作成する車両充当計画方法であって、
   情報取得装置が、状態基準保全によって得られた前記編成内の前記車両が備える車載機器の健全性を示す車両健全性情報を取得する取得ステップと、
   計画作成装置が、前記車両健全性情報において前記健全性が低い値を示す編成ほど優先的に特定の行路を割り当てる割り当てステップと、
   を含み、
   前記割り当てステップでは、前記計画作成装置が、前記行路の走行距離の情報、前記行路の走行時間の情報、および前記編成が所属する車両基地の情報の少なくとも１つの情報に基づいて、前記特定の行路を選択して割り当てる、
   ことを特徴とする車両充当計画方法。
10. 路線内の１または複数の運行を組み合わせた行路を車両で構成された編成の各運行日に割り付けることで前記編成の運用計画を作成する車両充当計画プログラムであって、
    状態基準保全によって得られた前記編成内の前記車両が備える車載機器の健全性を示す車両健全性情報を取得する取得ステップと、
    前記車両健全性情報において前記健全性が低い値を示す編成ほど優先的に特定の行路を割り当てる割り当てステップと、
    をコンピュータに実行させ、
    前記割り当てステップでは、前記行路の走行距離の情報、前記行路の走行時間の情報、および前記編成が所属する車両基地の情報の少なくとも１つの情報に基づいて、前記特定の行路を選択して割り当てる、
    ことを特徴とする車両充当計画プログラム。

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