JP4701090B2 - Program and crew route planning device - Google Patents

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Description

本発明は、コンピュータに、列車ダイヤに基づき、乗務可能な乗務区間の単位である単位乗務の遷移で構成される乗務員の行路を組み合わせて乗務行路計画を求めさせるためのプログラム等に関する。   The present invention relates to a program or the like for causing a computer to determine a crew route plan by combining a crew member's course constituted by unit crew transitions, which are units of crew sections that can be crewed, based on a train schedule.

鉄道において、列車ダイヤの改正が行われた場合には、運転士や車掌等の乗務員の乗務の割り当てを計画しなければならない。この計画は、乗務行路計画と呼ばれ、乗務員がどのような順序で、どの駅からどの駅まで乗務するかを示す乗務行路(以下、単に「行路」と呼ぶ。)を決定する必要がある。   When train schedules are revised in the railway, the assignment of crew members such as drivers and conductors must be planned. This plan is called a crew route plan, and it is necessary to determine a crew route (hereinafter, simply referred to as a “route”) that indicates in which order the crew is to travel from which station to which station.

図57は、列車ダイヤの一例を示す図であり、図58は、図57の列車ダイヤに対する乗務行路計画の一例を示す図である。図57及び図58は、横軸が時刻、縦軸が駅及び区所を示している。図57では、列車の運行を表す「列車スジ」を傾斜線で示し、各列車スジには、対応する列車番号を表記している。また、図58では、太実線で「行路」、太破線で「便乗」をそれぞれ示している。但し、「便乗」とは、乗務員が、他の乗務員が乗務する列車に乗って移動することを言う。   FIG. 57 is a diagram illustrating an example of a train diagram, and FIG. 58 is a diagram illustrating an example of a crew route plan for the train diagram of FIG. 57 and 58, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates a station and a ward. In FIG. 57, “train stripes” representing train operations are indicated by inclined lines, and the corresponding train numbers are indicated on each train stripe. Further, in FIG. 58, “the road” is indicated by a thick solid line, and “stool riding” is indicated by a thick broken line. However, “pick-up” means that a crew member moves on a train on which another crew member is on board.

図58の乗務行路計画は、3つの行路によって構成され、例えば第1の行路は、B駅で1列車に乗務することから始まり、最後に13列車で再びB駅に戻って終了する行路である。尚、この計画では、1日に4人の乗務員が乗務に就くことになる。第1、第2、第3の行路に就く乗務員と、前日に第3の行路について同行路の2日目に就く乗務員との4人である。   The crew route plan of FIG. 58 is configured by three routes. For example, the first route is a route that starts by riding one train at the B station and finally returns to the B station again at the 13th train and ends. . In this plan, four crew members will be on board every day. There are four crew members, a crew member who takes the first, second and third routes, and a crew member who takes the second day of the same route for the third route the previous day.

この乗務行路計画は、列車ダイヤ改正の度に、長い日数と労力とをかけて手作業で行われているのが実状であり、昨今、コンピュータで乗務行路計画を求めることへの要請が強くなってきている。   This crew route plan is actually carried out manually over a long period of time and labor every time the train schedule is revised, and recently there has been a strong demand for computer-aided route planning. It is coming.

乗務行路計画とは別に行われる計画として、列車ダイヤに基づいて各列車の車両の割り当てを決定する車両運用計画が存在し、この車両運用計画を求める手法が、例えば特許文献1に開示されている。
特開2005−259052号公報
As a plan performed separately from the crew route plan, there is a vehicle operation plan that determines allocation of vehicles for each train based on a train schedule, and a method for obtaining this vehicle operation plan is disclosed in Patent Document 1, for example. .
JP 2005-259052 A

ところで、特許文献1に開示されているように、車両運用計画では、車両の交番検査や仕業検査等の制約条件を考慮する必要があるが、乗務行路計画では、この制約条件がより厳しいものとなる。   By the way, as disclosed in Patent Document 1, in the vehicle operation plan, it is necessary to consider the constraint conditions such as the vehicle alternation inspection and the work inspection, but in the crew route plan, this constraint condition is more severe. Become.

というのは、乗務行路計画は乗務員を対象とするため、(1)労働時間が基準値に近いか、(2)無駄な待ち時間が少ないか、(3)食事時間や睡眠時間が適切に確保されているか、(4)勤務開始・終了時刻が適切であるか、等の車両には無い特有の問題があるからである。このような制約条件の厳しさは、コンピュータで乗務行路計画を求めることを困難にしている一因であった。   Because the crew route plan is for crew, (1) work hours are close to the standard value, (2) wasteful waiting time is small, (3) meal time and sleep time are secured appropriately This is because there is a specific problem that the vehicle does not have such as (4) whether work start / end time is appropriate. The severity of such constraints is one of the factors that make it difficult to obtain a crew route plan with a computer.

また、1つの列車ダイヤについて考えられる行路の数は膨大であり、その膨大な数の行路の組み合わせは天文学的な数となるため、乗務行路計画に採用する行路の組み合わせを1つ1つ検討することは極めて困難であり、コンピュータ化の大きな障壁となっていた。   In addition, the number of routes that can be considered for one train schedule is enormous, and the combination of the enormous number of routes is an astronomical number, so consider each combination of routes to be used for the crew route plan. This was extremely difficult and was a major barrier to computerization.

本発明はこのような課題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、適切な乗務行路計画を求めることのできる装置等を実現することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to realize an apparatus or the like capable of obtaining an appropriate crew route plan.

以上の課題を解決するための第1の発明は、
コンピュータに、所与の列車ダイヤに含まれる全ての列車スジを乗務員が乗務可能な乗務区間の単位である単位乗務に分割し、当該単位乗務間の遷移を組み合わせることにより乗務員の行路を構成し、当該構成された乗務員の行路を組み合わせることで、乗務行路計画を求めさせるためのプログラム(例えば、図37の第1の乗務行路計画プログラム501)であって、
前記単位乗務を各々ノードによって表し、遷移可能な当該ノード間をアークにより結んだ乗務行路ネットワークを生成するネットワーク生成手段(例えば、図38のステップA3)、
前記生成された乗務行路ネットワークの各アークに対し、前記単位乗務間の遷移に関する所定の評価基準に基づいてコストを設定するコスト設定手段(例えば、図38のステップA5)、
前記生成された乗務行路ネットワークと、前記設定されたコストとを記憶する乗務行路ネットワークデータ記憶手段(例えば、図37の乗務行路ネットワークデータ601)、
前記記憶された乗務行路ネットワークの各ノードを遷移元及び遷移先とし、前記記憶された乗務行路ネットワークと等価になるように、遷移元ノードから遷移先ノードへ前記アークを結んだグラフを生成して、前記乗務行路ネットワークデータ記憶手段に記憶された前記アークに対する前記コストに基づいて、前記グラフにおける前記遷移元ノードから前記遷移先ノードへの前記コストの総和を最小にする最小コスト完全マッチングを算出すると共に、前記最小コスト完全マッチングによって算出される最小コストの行路における最終到達点から各ノードへの距離を表す前記ノードのポテンシャルと、前記アークで結ばれる2つのノードに係る前記ポテンシャル差に基づいて前記アークのコストを更新した値である既約コストとを算出する完全マッチング算出手段(例えば、図38のステップA7)、
前記アークに従った前記ノード間接続の組み合わせで表される乗務員の行路のうち、当該行路に含まれるアークに対する前記既約コストの総和が相対的に小さい所定数の行路を行路案として抽出する行路案抽出手段(例えば、図38のステップA9)、
前記抽出された行路案の中から乗務行路計画として成立し得る行路案の組み合わせを探索し、探索された当該行路案の組み合わせのうち、使用するアークに対する前記コストの総和が最小となる行路案の組み合わせを最適な乗務行路計画とする乗務行路計画算出手段(例えば、図38のステップA11)、
として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 first invention for solving the above problems is:
Dividing all train streaks included in a given train schedule into unit crews, which are units of crew sections where crew members can ride, and configuring the crew's route by combining transitions between the unit crews, A program (for example, the first crew route planning program 501 in FIG. 37) for requesting a crew route plan by combining the configured crewmember routes,
Network generating means (for example, step A3 in FIG. 38) for generating the crew route network in which the unit crews are represented by nodes and the transitionable nodes are connected by arcs;
Cost setting means (for example, step A5 in FIG. 38) for setting a cost for each arc of the generated crew route network based on a predetermined evaluation criterion regarding transition between the unit crews,
A crew route network data storage means (for example, the crew route network data 601 in FIG. 37) for storing the generated crew route network and the set cost,
Each node of the stored crew route network is set as a transition source and a transition destination, and a graph is generated by connecting the arc from the transition source node to the transition destination node so as to be equivalent to the stored crew route network. , based on the cost for the arc stored in the flight path network data storing means, to calculate a minimum cost perfect matching which minimizes the sum of the cost to the transition destination node from the transition source node of the graph And, based on the potential of the node representing the distance from the final arrival point to each node on the path of the minimum cost calculated by the minimum cost perfect matching, and the potential difference of the two nodes connected by the arc The irreducible cost, which is the updated value of the arc cost, is calculated. Matching calculation means (e.g., step A7 of FIG. 38),
A route for extracting, as a route plan, a predetermined number of routes having a relatively small sum of the irreducible costs for the arc included in the route among the routes of the crew members represented by the combination of the node-to-node connections according to the arc. Plan extraction means (for example, step A9 in FIG. 38),
A search is made for a combination of route plans that can be established as a crew route plan from the extracted route plans, and among the searched route plan combinations, a route plan that minimizes the sum of the costs for the arc to be used. A crew route plan calculation means (for example, step A11 in FIG. 38) that uses the combination as the optimum crew route plan.
As a program for causing the computer to function.

また、第6の発明は、
所与の列車ダイヤに含まれる全ての列車スジを乗務員が乗務可能な乗務区間の単位である単位乗務に分割し、当該単位乗務間の遷移を組み合わせることにより乗務員の行路を構成し、当該構成された乗務員の行路を組み合わせることで、乗務行路計画を求める乗務行路計画装置(例えば、図37の乗務行路計画装置10)であって、
前記単位乗務を各々ノードによって表し、遷移可能な当該ノード間をアークにより結んだ乗務行路ネットワークを生成するネットワーク生成手段(例えば、図37のCPU100;図38のステップA3)と、
前記生成された乗務行路ネットワークの各アークに対し、前記単位乗務間の遷移に関する所定の評価基準に基づいてコストを設定するコスト設定手段(例えば、図37のCPU100;図38のステップA5)と、
前記生成された乗務行路ネットワークと、前記設定されたコストとを記憶する乗務行路ネットワークデータ記憶手段(例えば、図37の乗務行路ネットワークデータ601)と、
前記記憶された乗務行路ネットワークの各ノードを遷移元及び遷移先とし、前記記憶された乗務行路ネットワークと等価になるように、遷移元ノードから遷移先ノードへ前記アークを結んだグラフを生成して、前記乗務行路ネットワークデータ記憶手段に記憶された前記アークに対する前記コストに基づいて、前記グラフにおける前記遷移元ノードから前記遷移先ノードへの前記コストの総和を最小にする最小コスト完全マッチングを算出すると共に、前記最小コスト完全マッチングによって算出される最小コストの行路における最終到達点から各ノードへの距離を表す前記ノードのポテンシャルと、前記アークで結ばれる2つのノードに係る前記ポテンシャル差に基づいて前記アークのコストを更新した値である既約コストとを算出する完全マッチング算出手段(例えば、図37のCPU100;図38のステップA7)と、
前記アークに従った前記ノード間接続の組み合わせで表される乗務員の行路のうち、当該行路に含まれるアークに対する前記既約コストの総和が相対的に小さい所定数の行路を行路案として抽出する行路案抽出手段(例えば、図37のCPU100;図38のステップA9)と、
前記抽出された行路案の中から乗務行路計画として成立し得る行路案の組み合わせを探索し、探索された当該行路案の組み合わせのうち、使用するアークに対する前記コストの総和が最小となる行路案の組み合わせを最適な乗務行路計画とする乗務行路計画算出手段(例えば、図37のCPU100;図38のステップA11)と、
を備えた乗務行路計画装置である。
In addition, the sixth invention,
All train streaks included in a given train schedule are divided into unit crews, which are units of crew sections that can be used by the crew, and the crew's course is constructed by combining the transitions between the unit crews. A crew route planning device (for example, the crew route planning device 10 in FIG. 37) that obtains a crew route plan by combining the crew's routes,
Network generating means (for example, CPU 100 of FIG. 37; step A3 of FIG. 38) for generating a crew route network in which the unit crews are represented by nodes and the transitionable nodes are connected by arcs;
Cost setting means (for example, CPU 100 in FIG. 37; step A5 in FIG. 38) that sets a cost for each arc of the generated crew route network based on a predetermined evaluation standard regarding transition between the unit crews;
A crew route network data storage unit (for example, crew route network data 601 in FIG. 37) for storing the generated crew route network and the set cost;
Each node of the stored crew route network is set as a transition source and a transition destination, and a graph is generated by connecting the arc from the transition source node to the transition destination node so as to be equivalent to the stored crew route network. , based on the cost for the arc stored in the flight path network data storing means, to calculate a minimum cost perfect matching which minimizes the sum of the cost to the transition destination node from the transition source node of the graph And, based on the potential of the node representing the distance from the final arrival point to each node on the path of the minimum cost calculated by the minimum cost perfect matching, and the potential difference of the two nodes connected by the arc The irreducible cost, which is the updated value of the arc cost, is calculated. And; matching calculation means (step A7 in FIG. 38 for example, CPU 100 of FIG. 37)
A route for extracting, as a route plan, a predetermined number of routes having a relatively small sum of the irreducible costs for the arc included in the route among the routes of the crew members represented by the combination of the node-to-node connections according to the arc. Plan extraction means (for example, CPU 100 in FIG. 37; step A9 in FIG. 38);
A search is made for a combination of route plans that can be established as a crew route plan from the extracted route plans, and among the searched route plan combinations, a route plan that minimizes the sum of the costs for the arc to be used. A crew route plan calculation means (for example, CPU 100 in FIG. 37; step A11 in FIG. 38) that makes the combination an optimal crew route plan;
It is a crew course planning device provided with.

この第1又は第6の発明によれば、遷移可能な単位乗務同士のノード間をアークにより結んだ乗務行路ネットワークが生成され、乗務行路ネットワークの各アークに、所定の評価基準に基づいたコストが設定される。また、設定されたコストに基づいて、乗務行路ネットワーク全体における各アークそれぞれの価値が既約コストとして算出され、ノードの完全マッチングが算出される。そして、アークに従ったノード間接続の組み合わせで表される乗務員の行路のうち、その行路に含まれるアークの既約コストの総和が相対的に小さい所定数の行路が行路案として抽出され、この抽出された行路案の中から乗務行路計画として成立し得る行路案の組み合わせを探索し、探索された当該行路案の組み合わせのうち、使用するアークに対する前記コストの総和が最小となる行路案の組み合わせが最適な乗務行路計画とされる。 According to the first or sixth invention, a crew route network in which nodes of transitionable unit crews are connected by arcs is generated, and each arc of the crew route network has a cost based on a predetermined evaluation criterion. Is set. Further, based on the set cost, the value of each arc in the entire crew route network is calculated as an irreducible cost, and a complete matching of nodes is calculated. Of the path of crew represented by the combination between the nodes according to the arc connection, irreducible cost sum is relatively small given number of path of the arc included in the path are extracted as path proposal, the A search is made for a combination of route plans that can be established as a crew route plan from the extracted route plans, and a combination of route plans that minimizes the sum of the costs for the arc to be used among the combinations of the searched route plans. Is considered to be the optimal crew route plan.

既約コストは、個々のノード間接続で見た場合の各アークの評価値(言わば、局所的な評価値)ではなく、乗務行路ネットワーク全体で見た場合の各アークの評価値(言わば、大域的な評価値)であるため、既約コストの総和が小さい行路案は乗務行路計画に必要な行路案である可能性が高い。従って、上記抽出された行路案の中から行路案の組み合わせが探索されることで、適切な乗務行路計画が求められるようになる。   The irreducible cost is not the evaluation value of each arc when viewed from the connection between individual nodes (ie, local evaluation value), but the evaluation value of each arc when viewed from the entire crew route network (ie, global Therefore, a route plan with a small sum of irreducible costs is likely to be a route plan necessary for a crew route plan. Therefore, an appropriate crew route plan is obtained by searching for a combination of route plans from the extracted route plans.

また、第2の発明は、
コンピュータに、所与の列車ダイヤに含まれる全ての列車スジを乗務員が乗務可能な乗務区間の単位である単位乗務に分割し、当該単位乗務間の遷移を組み合わせることにより乗務員の行路を構成し、当該構成された乗務員の行路を組み合わせることで、乗務行路計画を求めさせるためのプログラム(例えば、図51の第2の乗務行路計画プログラム521)であって、
前記単位乗務を各々ノードによって表し、遷移可能な当該ノード間をアークにより結んだ乗務行路ネットワークを生成するネットワーク生成手段(例えば、図53のステップD3)、
前記生成された乗務行路ネットワークの各アークに対し、前記単位乗務間の遷移に関する所定の評価基準に基づいてコストを設定するコスト設定手段(例えば、図53のステップD5)、
前記生成された乗務行路ネットワークと、前記設定されたコストとを記憶する乗務行路ネットワークデータ記憶手段(例えば、図52の乗務行路ネットワークデータ601)、
前記記憶された乗務行路ネットワークの各ノードを遷移元及び遷移先とし、前記記憶された乗務行路ネットワークと等価になるように、遷移元ノードから遷移先ノードへ前記アークを結んだグラフを生成して、前記乗務行路ネットワークデータ記憶手段に記憶された前記アークに対する前記コストに基づいて、前記グラフにおける前記遷移元ノードから前記遷移先ノードへの前記コストの総和を最小にする最小コスト完全マッチングを算出すると共に、前記最小コスト完全マッチングによって算出される最小コストの行路における最終到達点から各ノードへの距離を表す前記ノードのポテンシャルと、前記アークで結ばれる2つのノードに係る前記ポテンシャル差に基づいて前記アークのコストを更新した値である既約コストとを算出する完全マッチング算出手段(例えば、図53のステップD7)、
前記アークに従った前記ノード間接続の組み合わせで表される乗務員の行路において、同一の行路に含まれ得ないノードの集合を、クリークとして抽出するクリーク抽出手段(例えば、図53のステップD9)、
前記抽出されたクリークに属するノードを含まない行路のうち、当該行路に含まれるアークに対する既約コストの総和が最小の行路の該既約コストの総和に対する前記抽出されたクリークに属するノードを含まない行路それぞれに含まれるアークに対する既約コストの総和の相対コストを算出する第1の相対コスト算出手段(例えば、図53のステップD11、図55のステップF3)、
前記抽出されたクリークに属する各ノードについて、該ノードを含む行路のうち、当該行路に含まれるアークに対する既約コストの総和が最小の行路の該既約コストの総和に対する該ノードを含む行路それぞれに含まれるアークに対する既約コストの総和の相対コストを算出する第2の相対コスト算出手段(例えば、図53のステップD11、図55のステップF11)、
前記アークに従った前記ノード間接続の組み合わせで表される乗務員の行路のうち、前記相対コストが相対的に小さい所定数の行路を行路案として抽出する行路案抽出手段(例えば、図53のステップD13)、
前記抽出された行路案の中から乗務行路計画として成立し得る行路案の組み合わせを探索し、探索された当該行路案の組み合わせのうち、使用するアークに対する前記コストの総和が最小となる行路案の組み合わせを最適な乗務行路計画とする乗務行路計画算出手段(例えば、図53のステップD15)、
として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。
In addition, the second invention,
Dividing all train streaks included in a given train schedule into unit crews, which are units of crew sections where crew members can ride, and configuring the crew's route by combining transitions between the unit crews, A program (for example, the second crew route planning program 521 in FIG. 51) for obtaining a crew route plan by combining the configured crew crew routes,
Network generating means (for example, step D3 in FIG. 53) for generating a crew route network in which the unit crews are represented by nodes and the transitionable nodes are connected by arcs;
Cost setting means (for example, step D5 in FIG. 53) for setting a cost for each arc of the generated crew route network based on a predetermined evaluation criterion regarding transition between the unit crews,
A crew route network data storage unit (for example, the crew route network data 601 in FIG. 52) for storing the generated crew route network and the set cost,
Each node of the stored crew route network is set as a transition source and a transition destination, and a graph is generated by connecting the arc from the transition source node to the transition destination node so as to be equivalent to the stored crew route network. , based on the cost for the arc stored in the flight path network data storing means, to calculate a minimum cost perfect matching which minimizes the sum of the cost to the transition destination node from the transition source node of the graph And, based on the potential of the node representing the distance from the final arrival point to each node on the path of the minimum cost calculated by the minimum cost perfect matching, and the potential difference of the two nodes connected by the arc The irreducible cost, which is the updated value of the arc cost, is calculated. Matching calculation means (e.g., step D7 in Fig. 53),
Clique extraction means (for example, step D9 in FIG. 53) for extracting, as a clique, a set of nodes that cannot be included in the same route in the flight of the crew member represented by the combination of node-to-node connections according to the arc.
Of the paths that do not include the nodes belonging to the extracted clique, the paths that do not include the nodes that belong to the extracted clique with respect to the total of the irreducible costs of the path that has the smallest total irreducible cost for the arc included in the path. First relative cost calculation means (for example, step D11 in FIG. 53, step F3 in FIG. 55) for calculating a relative cost of the sum of irreducible costs with respect to arcs included in each of the paths;
For each node belonging to the extracted clique, among the paths including the node, each path including the node with respect to the total irreducible cost of the path with the smallest total irreducible cost for the arc included in the path. Second relative cost calculation means (for example, step D11 in FIG. 53, step F11 in FIG. 55) for calculating the relative cost of the sum of the irreducible costs with respect to the included arc;
A route plan extracting means for extracting a predetermined number of routes having a relatively low relative cost as a route plan from among the crew members' routes represented by the combination of the node-to-node connections according to the arc (for example, step of FIG. 53). D13),
A search is made for a combination of route plans that can be established as a crew route plan from the extracted route plans, and among the searched route plan combinations, a route plan that minimizes the sum of the costs for the arc to be used. Riding route plan calculation means (for example, step D15 in FIG. 53) that makes the combination an optimal riding route plan.
As a program for causing the computer to function.

また、第7の発明は、
所与の列車ダイヤに含まれる全ての列車スジを乗務員が乗務可能な乗務区間の単位である単位乗務に分割し、当該単位乗務間の遷移を組み合わせることにより乗務員の行路を構成し、当該構成された乗務員の行路を組み合わせることで、乗務行路計画を求める乗務行路計画装置(例えば、乗務行路計画装置20)であって、
前記単位乗務を各々ノードによって表し、遷移可能な当該ノード間をアークにより結んだ乗務行路ネットワークを生成するネットワーク生成手段(例えば、CPU120;図53のステップD3)と、
前記生成された乗務行路ネットワークの各アークに対し、前記単位乗務間の遷移に関する所定の評価基準に基づいてコストを設定するコスト設定手段(例えば、CPU120;図53のステップD5)と、
前記生成された乗務行路ネットワークと、前記設定されたコストとを記憶する乗務行路ネットワークデータ記憶手段(例えば、図52の乗務行路ネットワークデータ601)と、
前記記憶された乗務行路ネットワークの各ノードを遷移元及び遷移先とし、前記記憶された乗務行路ネットワークと等価になるように、遷移元ノードから遷移先ノードへ前記アークを結んだグラフを生成して、前記乗務行路ネットワークデータ記憶手段に記憶された前記アークに対する前記コストに基づいて、前記グラフにおける前記遷移元ノードから前記遷移先ノードへの前記コストの総和を最小にする最小コスト完全マッチングを算出すると共に、前記最小コスト完全マッチングによって算出される最小コストの行路における最終到達点から各ノードへの距離を表す前記ノードのポテンシャルと、前記アークで結ばれる2つのノードに係る前記ポテンシャル差に基づいて前記アークのコストを更新した値である既約コストとを算出する完全マッチング算出手段(例えば、CPU120;図53のステップD7)と、
前記アークに従った前記ノード間接続の組み合わせで表される乗務員の行路において、同一の行路に含まれ得ないノードの集合を、クリークとして抽出するクリーク抽出手段(例えば、CPU120;図53のステップD9)と、
前記抽出されたクリークに属するノードを含まない行路のうち、当該行路に含まれるアークに対する既約コストの総和が最小の行路の該既約コストの総和に対する前記抽出されたクリークに属するノードを含まない行路それぞれに含まれるアークに対する既約コストの総和の相対コストを算出する第1の相対コスト算出手段(例えば、CPU120;図53のステップD11、図55のステップF3)と、
前記抽出されたクリークに属する各ノードについて、該ノードを含む行路のうち、当該行路に含まれるアークに対する既約コストの総和が最小の行路の該既約コストの総和に対する該ノードを含む行路それぞれに含まれるアークに対する既約コストの総和の相対コストを算出する第2の相対コスト算出手段(例えば、CPU120;図53のステップD11、図55のステップF11)と、
前記アークに従った前記ノード間接続の組み合わせで表される乗務員の行路のうち、前記相対コストが相対的に小さい所定数の行路を行路案として抽出する行路案抽出手段(例えば、CPU120;図53のステップD13)と、
前記抽出された行路案の中から乗務行路計画として成立し得る行路案の組み合わせを探索し、探索された当該行路案の組み合わせのうち、使用するアークに対する前記コストの総和が最小となる行路案の組み合わせを最適な乗務行路計画とする乗務行路計画算出手段(例えば、CPU120;図53のステップD15)と、
を備えた乗務行路計画装置である。
In addition, the seventh invention,
All train streaks included in a given train schedule are divided into unit crews, which are units of crew sections that can be used by the crew, and the crew's course is constructed by combining the transitions between the unit crews. A crew route planning device (for example, the crew route planning device 20) that obtains a crew route plan by combining the crew's routes,
Network generating means (for example, CPU 120; step D3 in FIG. 53) for generating a crew route network in which the unit crews are represented by nodes and the transitionable nodes are connected by arcs;
Cost setting means (for example, CPU 120; step D5 in FIG. 53) for setting a cost for each arc of the generated crew route network based on a predetermined evaluation criterion regarding transition between the unit crews;
A crew route network data storage means (for example, crew route network data 601 in FIG. 52) for storing the generated crew route network and the set cost;
Each node of the stored crew route network is set as a transition source and a transition destination, and a graph is generated by connecting the arc from the transition source node to the transition destination node so as to be equivalent to the stored crew route network. , based on the cost for the arc stored in the flight path network data storing means, to calculate a minimum cost perfect matching which minimizes the sum of the cost to the transition destination node from the transition source node of the graph And, based on the potential of the node representing the distance from the final arrival point to each node on the path of the minimum cost calculated by the minimum cost perfect matching, and the potential difference of the two nodes connected by the arc The irreducible cost, which is the updated value of the arc cost, is calculated. And; matching calculation means (step D7 of FIG. 53 for example, CPU 120)
Clique extraction means (for example, CPU 120; step D9 in FIG. 53) that extracts a set of nodes that cannot be included in the same route in the crew's route represented by the combination of node-to-node connections according to the arc. )When,
Of the paths that do not include the nodes belonging to the extracted clique, the paths that do not include the nodes that belong to the extracted clique with respect to the total of the irreducible costs of the path that has the smallest total irreducible cost for the arc included in the path. First relative cost calculation means (for example, CPU 120; step D11 in FIG. 53, step F3 in FIG. 55) for calculating the relative cost of the sum of the irreducible costs for the arcs included in each of the paths;
For each node belonging to the extracted clique, among the paths including the node, each path including the node with respect to the total irreducible cost of the path with the smallest total irreducible cost for the arc included in the path. Second relative cost calculation means (for example, CPU 120; step D11 in FIG. 53, step F11 in FIG. 55) for calculating the relative cost of the sum of the irreducible costs for the included arcs;
A route plan extraction means (for example, CPU 120; FIG. 53) extracts a predetermined number of routes having a relatively low relative cost as a route plan from among crew members' routes represented by the combination of node-to-node connections according to the arc. Step D13),
A search is made for a combination of route plans that can be established as a crew route plan from the extracted route plans, and among the searched route plan combinations, a route plan that minimizes the sum of the costs for the arc to be used. A crew route plan calculation means (for example, CPU 120; step D15 in FIG. 53) that makes the combination an optimal crew route plan;
It is a crew course planning device provided with.

この第2又は第7の発明によれば、遷移可能な単位乗務同士のノード間をアークにより結んだ乗務行路ネットワークが生成され、乗務行路ネットワークの各アークに、所定の評価基準に基づいたコストが設定される。また、設定されたコストに基づいて、乗務行路ネットワーク全体における各アークそれぞれの価値が既約コストとして算出され、ノードの完全マッチングが算出される。そして、アークに従ったノード間接続の組み合わせで表される乗務員の行路の中からクリークとなるノードが抽出され、クリークに属するノードを含まない行路と、クリークに属するノードを含む行路とのそれぞれについて、既約コストに基づいて相対コストが算出される。そして、アークに従ったノード間接続の組み合わせで表される乗務員の行路のうち、相対コストが相対的に小さい所定数の行路が行路案として抽出され、この抽出された行路案の中から乗務行路計画として成立し得る行路案の組み合わせを探索し、探索された当該行路案の組み合わせのうち、使用するアークに対する前記コストの総和が最小となる行路案の組み合わせが最適な乗務行路計画とされる。 According to the second or seventh invention, a crew route network in which nodes of transitionable unit crews are connected by arcs is generated, and each arc of the crew route network has a cost based on a predetermined evaluation criterion. Is set. Further, based on the set cost, the value of each arc in the entire crew route network is calculated as an irreducible cost, and a complete matching of nodes is calculated. Then, a node that becomes a clique is extracted from the crew's routes represented by the combination of node-to-node connections according to the arc, and each of the route that does not include the node that belongs to the clique and the route that includes the node that belongs to the clique The relative cost is calculated based on the irreducible cost. Of the path of crew represented by the combination between the nodes according to the arc connecting the relative cost is relatively small predetermined number of path are extracted as the path plan, flight path from among the extracted path proposal A combination of route plans that can be established as a plan is searched, and a combination of route plans that minimizes the sum of the costs with respect to the arc to be used is determined as the optimum crew route plan.

クリークに属するノードは互いに同一の行路に含まれ得ないため、当該各ノードを含む行路案は必ず行路案の組み合わせに含まれなければならないが、相対コストは、行路全体から見た各行路の評価値(言わば、絶対的な評価値)ではなく、クリークに属するノード別に各行路を見た評価値(言わば、相対的な評価値)であるため、相対コストに基づいて行路案が抽出されることで、クリークに属するノードを含む行路が集中的に削除されることがない。また、相対コストは、既約コストに基づいて算出される評価値であるため、相対コストの小さい行路案は乗務行路計画に必要な行路案である可能性が高い。従って、上記抽出された行路案の中から行路案の組み合わせが探索されることで、適切な乗務行路計画が求められるようになる。   Since nodes belonging to the clique cannot be included in the same route, the route plan including each node must be included in the route plan combination, but the relative cost is an evaluation of each route as viewed from the entire route. Because it is not a value (in other words, an absolute evaluation value) but an evaluation value (in other words, a relative evaluation value) that looks at each route for each node belonging to the clique, the route plan is extracted based on the relative cost. Thus, routes including nodes belonging to the clique are not deleted intensively. In addition, since the relative cost is an evaluation value calculated based on the irreducible cost, a route plan with a small relative cost is highly likely to be a route plan necessary for a crew route plan. Therefore, an appropriate crew route plan is obtained by searching for a combination of route plans from the extracted route plans.

また、第3の発明は、第2の発明のプログラムであって、
前記クリーク抽出手段が、単位乗務が密集している一の時刻にかかる単位乗務を表すノードの集合を前記クリークとして抽出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 clique extraction means is a program for causing the computer to function so as to extract, as the clique, a set of nodes representing unit crews at one time when unit crews are densely packed.

この第3の発明によれば、単位乗務が密集している一の時刻にかかる単位乗務を表すノードの集合がクリークとして抽出されるようになる。   According to the third aspect of the invention, a set of nodes representing unit crews at one time when unit crews are densely extracted is extracted as a clique.

また、第4の発明は、第1〜第3の何れか一の発明のプログラムであって、
前記行路案抽出手段が、前記各ノードそれぞれが所定回数以上出現することを条件に、行路案を篩い分けて抽出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 a program according to any one of the first to third inventions,
The route plan extraction means is a program for causing the computer to function so as to screen and extract a route plan on condition that each of the nodes appears a predetermined number of times or more.

この第4の発明によれば、各ノードそれぞれが所定回数以上出現するように、行路案の篩い分けが行われる。各ノードそれぞれが所定回数以上出現すれば、特定のノードを含む行路案の数だけが極端に少なくなるといった事態の発生が防止されるため、乗務行路計画として成立し得る行路案の組み合わせが存在し易くなる。   According to the fourth aspect, the route plans are screened so that each node appears a predetermined number of times or more. If each node appears more than a predetermined number of times, the occurrence of a situation where only the number of route plans including a specific node is extremely reduced is prevented, so there are combinations of route plans that can be established as a crew route plan. It becomes easy.

また、第5の発明は、第1〜第4の何れか一の発明のプログラムであって、
前記完全マッチング算出手段が、求められた完全マッチングで表される行路の一部に、所定の違反条件を満たすノード間接続の組み合わせが含まれるか否かを判定する判定手段(例えば、図38のステップA7、図39のステップB7)を有し、前記判定手段により含まれると判定された場合に、当該ノード間接続の組み合わせを構成する一のアークを削除して完全マッチングと既約コストとを再度算出する(例えば、図39のステップB7;Yes→ステップB9→ステップB3)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 a program according to any one of the first to fourth inventions,
The perfect matching calculation means determines whether or not a part of the path represented by the obtained perfect matching includes a combination of connections between nodes satisfying a predetermined violation condition (for example, FIG. 38 Step A7, step B7 in FIG. 39), and when it is determined that the determination means includes, delete one arc constituting the combination of the connection between the nodes , complete matching and irreducible cost Is a program for causing the computer to function so as to calculate again (for example, Step B7 in FIG. 39; Yes → Step B9 → Step B3).

この第5の発明によれば、完全マッチングで表される行路の一部に、所定の違反条件を満たすノード間接続の組み合わせが含まれる場合に、当該ノード間接続の組み合わせを構成する一のアークが削除されて、完全マッチングと既約コストとが再度算出されるようになる。 According to the fifth aspect of the present invention, when a part of a path represented by perfect matching includes a combination of connections between nodes satisfying a predetermined violation condition, one arc constituting the combination of connections between nodes Are deleted, and perfect matching and irreducible costs are calculated again.

本発明によれば、乗務行路ネットワークに含まれる各アークの既約コストが算出され、アークに従ったノード間接続の組み合わせで表される乗務員の行路のうち、アークの既約コストの総和が相対的に小さい所定数の行路が行路案として抽出される。そして、使用するアークのコストの総和が最小となるように、抽出された行路案の中から乗務行路計画として成立し得る行路案の組み合わせが探索されて、乗務行路計画とされる。   According to the present invention, the irreducible cost of each arc included in the crew route network is calculated, and the total irreducible cost of the arc is relative among the crew's routes represented by combinations of node-to-node connections according to the arc. A predetermined number of routes is extracted as a route plan. Then, a combination of route plans that can be established as a crew route plan is searched from the extracted route plans so as to minimize the total cost of arcs to be used, and is set as the crew route plan.

既約コストは、個々のノード間接続で見た場合の各アークの評価値(言わば、局所的な評価値)ではなく、乗務行路ネットワーク全体で見た場合の各アークの評価値(言わば、大域的な評価値)であるため、既約コストの総和が小さい行路案は乗務行路計画に必要な行路案である可能性が高い。従って、上記抽出された行路案の中から行路案の組み合わせが探索されることで、適切な乗務行路計画が求められるようになる。   The irreducible cost is not the evaluation value of each arc when viewed from the connection between individual nodes (ie, local evaluation value), but the evaluation value of each arc when viewed from the entire crew route network (ie, global Therefore, a route plan with a small sum of irreducible costs is likely to be a route plan necessary for a crew route plan. Therefore, an appropriate crew route plan is obtained by searching for a combination of route plans from the extracted route plans.

1.第1実施形態
1−1.原理
先ず、第1実施形態における乗務行路計画の原理について説明する。
図1は、第1の乗務行路計画の流れを示すフローチャートである。
第1の乗務行路計画は、乗務行路ネットワーク生成(ステップS1)と、各アークの基礎コスト設定(ステップS3)と、最小コスト完全マッチング算出処理(ステップS5)と、第1の行路案抽出処理(ステップS7)と、集合分割解探索(ステップS9)との5つのステップにより実現される。以下、これら5つのステップについて、詳細に説明する。
1. 1. First embodiment 1-1. Principle First, the principle of crew route planning in the first embodiment will be described.
FIG. 1 is a flowchart showing the flow of the first crew route plan.
The first crew route plan includes crew route network generation (step S1), basic cost setting for each arc (step S3), minimum cost perfect matching calculation processing (step S5), and first route plan extraction processing (step S3). This is realized by five steps of step S7) and set-partition solution search (step S9). Hereinafter, these five steps will be described in detail.

1−1−1.乗務行路ネットワーク生成
先ず、与えられた列車ダイヤの全ての列車スジを乗務員が交代可能な駅間で区切り、その1つ1つの区間を「単位乗務」とする。例えば、図57に示した列車ダイヤにおいて、A駅〜C駅に向かう1列車を考えた場合、乗務員はA駅、B駅及びC駅で交代可能であるため、A駅〜B駅までの区間と、B駅〜C駅までの区間とが、それぞれ単位乗務となる。但し、ここでは、乗務員は区所から1列車に乗務することはできないものとしている。
1-1-1. Crew Route Network Generation First, all train lines of a given train schedule are divided between stations where crew members can change, and each section is defined as a “unit crew”. For example, in the train diagram shown in FIG. 57, when one train heading from A station to C station is considered, the crew can change between A station, B station and C station, so the section from A station to B station And the section from B station to C station is a unit crew. Here, however, it is assumed that the crew cannot be on a single train from the ward.

次いで、各単位乗務を「ノード」と呼ばれる点で表し、遷移可能な単位乗務同士のノード間を「アーク」と呼ばれる線で結んだ「乗務行路ネットワーク」を生成する。ここで、単位乗務同士が遷移可能であるとは、遷移元の単位乗務の到達駅と、遷移先の単位乗務の出発駅とが同一であることを言う。例えば、A駅〜B駅を表す単位乗務から、B駅〜C駅を表す単位乗務への遷移は可能であるが、A駅〜B駅を表す単位乗務から、C駅〜A駅を表す単位乗務への遷移は不可能である。尚、乗務行路ネットワークでは、各アークを矢印で表し、矢印の方向にのみ単位乗務が遷移可能であることを示している。   Next, each unit crew is represented by a point called “node”, and a “crew route network” is generated in which the nodes of the transitionable unit crews are connected by a line called “arc”. Here, the fact that the unit crews are capable of transitioning means that the arrival station of the unit crew of the transition source is the same as the departure station of the unit crew of the transition destination. For example, it is possible to transition from a unit crew representing A station to B station to a unit crew representing B station to C station, but from a unit crew representing A station to B station, a unit representing C station to A station. Transition to crew is impossible. In the crew route network, each arc is represented by an arrow, which indicates that the unit crew can transition only in the direction of the arrow.

1−1−2.各アークの基礎コスト設定
乗務行路ネットワークを生成したら、乗務行路ネットワークに含まれる各アークについて、予め定められた評価基準に基づいて基礎コストと呼ばれる評価値を設定する。基礎コストは、評価が高いほど値が小さくなるように設定する。例えば、ある単位乗務から別の単位乗務への遷移に要する時間(即ち、乗務員の待ち時間)を評価基準とした場合、業務効率の観点から見ると、遷移に要する時間は短い方が良いと言える。そこで、遷移に要する時間が短いアークほど、基礎コストを小さく設定する。尚、基礎コストを設定するための評価基準は上述したものに限られず、例えば、食事時間や睡眠時間の確保等にしても良く、適宜変更可能である。また、複数の評価基準に基づいて基礎コストを設定するようにしても良い。
1-1-2. Basic cost setting for each arc After the crew route network is generated, an evaluation value called a basic cost is set for each arc included in the crew route network based on a predetermined evaluation criterion. The basic cost is set such that the higher the evaluation, the smaller the value. For example, when the time required for transition from one unit crew to another unit crew (that is, the waiting time of a crew member) is used as an evaluation criterion, it can be said that the time required for transition is shorter from the viewpoint of work efficiency. . Therefore, the basic cost is set smaller for arcs with shorter transition times. Note that the evaluation criteria for setting the basic cost are not limited to those described above, and may be, for example, securing meal time or sleep time, and can be changed as appropriate. Further, the basic cost may be set based on a plurality of evaluation criteria.

図2は、各アークに基礎コストが設定された乗務行路ネットワークの一例を示す図である。同図において、「a」〜「f」で表されるノードが、それぞれ単位乗務を表している。また、「X」及び「Y」で表されるノードは、それぞれ乗務の開始及び終了を表しており、便宜的に使用する特殊なノード(以下、「ダミーノード」と呼ぶ。)である。以下、乗務は、必ずダミーノード「X」から開始してダミーノード「Y」で終了するものとして説明する。また、ダミーノード「X」からダミーノード「Y」に至るノード間の接続の組み合わせ(道筋)を「行路」と呼ぶことにし、例えば「X」→「a」→「f」→「Y」の道筋を、行路「XafY」で表す。   FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a crew route network in which a basic cost is set for each arc. In the figure, nodes represented by “a” to “f” each represent a unit crew. The nodes represented by “X” and “Y” represent the start and end of crew, respectively, and are special nodes (hereinafter referred to as “dummy nodes”) used for convenience. In the following description, it is assumed that the crew always starts from the dummy node “X” and ends at the dummy node “Y”. Further, a combination (path) between the nodes from the dummy node “X” to the dummy node “Y” is referred to as “path”. For example, “X” → “a” → “f” → “Y” The route is represented by the route “XafY”.

また、図2において、各アークに付された数値は、設定された基礎コストを示している。例えば、ノード「a」とノード「f」とを結んだアークの基礎コストは「30」であり、他のアークと比べて非常に大きな値となっていることから、ノード「a」を表す単位乗務から、ノード「f」を表す単位乗務への遷移は、評価の低い遷移であると言える。   Moreover, in FIG. 2, the numerical value attached | subjected to each arc has shown the set basic cost. For example, the basic cost of an arc connecting node “a” and node “f” is “30”, which is a very large value compared to other arcs. It can be said that the transition from the crew to the unit crew representing the node “f” is a transition with a low evaluation.

乗務行路計画は、上述した行路の組み合わせのうち、ダミーノードを除いた各ノードが1回ずつ出現するような組み合わせ(以下、この組み合わせを「集合分割解」と呼ぶ。)を探索することで実現される。なぜなら、全てのノードが1回ずつ出現していれば、全ての単位乗務に対して乗務員が割り当てられたことになるからである。   The crew route plan is realized by searching for a combination in which each node excluding the dummy node appears once from among the combinations of the routes described above (hereinafter, this combination is referred to as a “set partitioning solution”). Is done. This is because if all nodes appear once, crew members are assigned to all unit crews.

しかしながら、一般に、考えられる行路の数は膨大であるため、全ての行路についてその組み合わせを探索するのは極めて困難であり、コンピュータの処理能力を超える場合もある。そこで、乗務行路計画における必要性の高い行路のみが残存するように、行路の篩い分けを行うことを考えた。   However, in general, since the number of possible routes is enormous, it is extremely difficult to search for a combination of all the routes, which may exceed the processing capability of the computer. Therefore, it was considered to screen the routes so that only the routes with high necessity in the crew route plan remain.

この場合、何らかの評価基準に基づいて、各行路の乗務行路計画における必要性を判断する必要がある。そこで、各アークに設定された基礎コストに着目すると、基礎コストは、個々のノード間の接続にのみ着目した評価値であるが、各行路の乗務行路計画における必要性を評価するために好適な評価値であるとは一概に言えない。というのは、例えばアークの基礎コストの総和が小さくなるような行路のみが残存するように行路の篩い分けを行うと、どうしても特定のノードを含んだ行路ばかりが残存するようになり、集合分割解が存在しなくなる恐れがあるからである。   In this case, it is necessary to determine the necessity in the crew route planning of each route based on some evaluation criteria. Therefore, focusing on the basic cost set for each arc, the basic cost is an evaluation value focusing only on the connection between the individual nodes, but it is suitable for evaluating the necessity in the crew route planning of each route. It cannot be generally said that it is an evaluation value. This is because, for example, if the routes are screened so that only the routes where the total arc basic cost is small remain, only the routes that include a specific node will remain, and the set-partition solution This is because there is a risk that will disappear.

そこで、各行路の乗務行路計画における必要性を評価するために、乗務行路ネットワーク全体で見たときの各アークの価値を表す「既約コスト」と呼ぶ概念を導入することにした。既約コストは、基礎コストと同様に値が小さいほど評価が高いことを表す評価値である。この既約コストは、ダミーノードを除いた各ノードについて、他の何れかのノードに向かって必ず1本のアークが出ており、また、他の何れかのノードから必ず1本のアークが入ってくるようなノードの組み合わせ(以下、この組み合わせのことを「完全マッチング」と呼ぶ。)であって、基礎コストの総和を最小にする完全マッチングである「最小コスト完全マッチング」を算出することで求めることができる。   Therefore, in order to evaluate the necessity of crew route planning for each route, we decided to introduce a concept called “irreducible cost” that represents the value of each arc when viewed in the entire crew route network. The irreducible cost is an evaluation value indicating that the smaller the value is, the higher the evaluation is, like the basic cost. This irreducible cost is that each node except the dummy node always has one arc going to any other node, and one arc has always entered from any other node. By calculating the “minimum cost perfect matching”, which is a perfect matching that minimizes the sum of the basic costs (hereinafter referred to as “perfect matching”). Can be sought.

1−1−3.最小コスト完全マッチング算出処理
次に、図3〜図29を参照して、最小コスト完全マッチングを算出する方法について詳細に説明する。ここでは、図2の乗務行路ネットワークに対する最小コスト完全マッチングを算出する場合を例に挙げて説明する。
1-1-3. Minimum Cost Perfect Matching Calculation Processing Next, a method for calculating the minimum cost perfect matching will be described in detail with reference to FIGS. Here, the case where the minimum cost perfect matching for the crew route network of FIG. 2 is calculated will be described as an example.

最初に、図2の乗務行路ネットワークを書き換えた「遷移正規化図」を生成する。具体的には、遷移元の単位乗務を表すノードとしてノード「a」〜「f」を一列に配置し、その対極に遷移先の単位乗務を表すノードとしてノード「a」〜「f」を一列に配置する。即ち、ノード「a」〜「f」については、遷移元と遷移先とを区別して、2つずつノードが配置されることになる。以下、遷移元の単位乗務を表すノードを「遷移元ノード」、遷移先の単位乗務を表すノードを「遷移先ノード」とそれぞれ呼ぶことにする。   First, a “transition normalization diagram” in which the crew route network of FIG. 2 is rewritten is generated. Specifically, the nodes “a” to “f” are arranged in a row as nodes representing the unit crew of the transition source, and the nodes “a” to “f” are arranged in a row as nodes representing the unit crew of the transition destination at the opposite electrode. To place. That is, for the nodes “a” to “f”, the transition source and the transition destination are distinguished and two nodes are arranged. Hereinafter, a node representing a transition source unit crew is referred to as a “transition source node”, and a node representing a transition destination unit crew is referred to as a “transition destination node”.

また、遷移元ノードと遷移先ノードとの中間位置に、ダミーノード「X」及び「Y」を配置する。そして、図2の乗務行路ネットワークと等価になるように、遷移元ノードから遷移先ノード又はダミーノードに対し、また、ダミーノードから遷移先ノードに対して、基礎コストが設定されたアークを結ぶ。生成された遷移正規化図を、図3に示す。   Further, dummy nodes “X” and “Y” are arranged at an intermediate position between the transition source node and the transition destination node. Then, an arc having a basic cost is connected from the transition source node to the transition destination node or the dummy node, and from the dummy node to the transition destination node so as to be equivalent to the crew route network of FIG. The generated transition normalization diagram is shown in FIG.

但し、図3では、遷移元ノードと遷移先ノードとを区別するため、遷移元ノードは「a1」〜「f1」で表し、遷移先ノードは「a2」〜「f2」で表している。また、図を見易くするために、ダミーノード「X」及び「Y」をまとめてダミーノード「X/Y」で表し、遷移元ノード「a1」〜「f1」の並び順と、遷移先ノード「a2」〜「f2」の並び順とを逆にしている。 However, in FIG. 3, in order to distinguish the transition source node and the transition destination node, the transition source node is represented by “a 1 ” to “f 1 ”, and the transition destination node is represented by “a 2 ” to “f 2 ”. ing. In order to make the figure easy to see, the dummy nodes “X” and “Y” are collectively represented by the dummy node “X / Y”, the order of the transition source nodes “a 1 ” to “f 1 ”, and the transition destination The arrangement order of the nodes “a 2 ” to “f 2 ” is reversed.

各アークに設定された基礎コストは、最小コスト完全マッチング算出の過程において、「既約コスト」として随時更新されていく。即ち、基礎コストは、既約コストの初期値となる。   The basic cost set for each arc is updated as necessary as “irreducible cost” in the process of calculating the minimum cost perfect matching. That is, the basic cost is the initial value of the irreducible cost.

また、全てのノードについて、「距離ラベル」と「ノードポテンシャル」とを設定する。距離ラベルは、あるノードを出発点とした場合に(以下、「出発ノード」と呼ぶ。)、出発ノードから当該ノードまでを結ぶアークの、現在把握している既約コストの総和である。距離ラベルは、初期値として「∞(無限大)」が設定され、新たに算出された値が既に設定されている値よりも小さい場合に、この新たに算出された値で更新される。以下、ノード「i」の距離ラベルを、d(i)で表すことにする。   In addition, “distance label” and “node potential” are set for all nodes. The distance label is the sum of the irreducible costs currently known for the arc connecting from the starting node to the node when a certain node is the starting point (hereinafter referred to as “starting node”). The distance label is set to “∞ (infinity)” as an initial value, and is updated with the newly calculated value when the newly calculated value is smaller than the already set value. Hereinafter, the distance label of the node “i” is represented by d (i).

ノードポテンシャルは、各ノードが持つ内在的なエネルギーであって、既約コストを算出するための作業用の変数として機能する。ノードポテンシャルは、初期値として「0」が設定され、距離ラベルが確定したノードについてのみ、その値が更新される。   The node potential is an intrinsic energy of each node and functions as a work variable for calculating an irreducible cost. The node potential is set to “0” as an initial value, and the value is updated only for a node whose distance label is determined.

具体的には、ノード「i」におけるノードポテンシャルを「π(i)」で表すことにすると、π(i)は式(1)に従って更新される。
π(i)←π(i)−d(i)+d(R) ・・・(1)
但し、d(R)は、出発ノードから最終的に到達したノード(以下、「最終到達ノード」と呼ぶ。)までを結ぶアークの既約コストの総和である。即ち、最終到達ノードの距離ラベルがd(R)となる。
Specifically, when the node potential at the node “i” is represented by “π (i)”, π (i) is updated according to the equation (1).
π (i) ← π (i) −d (i) + d (R) (1)
However, d (R) is the sum of the irreducible costs of arcs connecting from the departure node to the node finally reached (hereinafter referred to as “final arrival node”). That is, the distance label of the final destination node is d (R).

式(1)によると、ノードポテンシャルは、対象となるノードの距離ラベルと、最終到達ノードの距離ラベルとの相対的な関係によって決まり、2つの距離ラベルの差が大きいほど、更新される量は大きくなる。   According to Equation (1), the node potential is determined by the relative relationship between the distance label of the target node and the distance label of the final destination node, and the larger the difference between the two distance labels, the more the updated amount is. growing.

各アークの既約コストは、当該アークで結ばれる2つのノードのうちの一方又は両方のノードポテンシャルが更新されることで、その値が更新される。具体的には、ノード「i」からノード「j」に向かって結ばれたアークの既約コストを「w(ij)」で表すことにすると、w(ij)は式(2)に従って更新される。
w(ij)←w(ij)−π(i)+π(j) ・・・(2)
The irreducible cost of each arc is updated by updating the node potential of one or both of the two nodes connected by the arc. Specifically, when the irreducible cost of the arc connected from the node “i” to the node “j” is represented by “w (ij)”, w (ij) is updated according to the equation (2). The
w (ij) ← w (ij) −π (i) + π (j) (2)

式(2)によると、既約コストは、対象となるアークで結ばれる2つのノードのノードポテンシャルの相対的な関係によって決まり、2つのノードポテンシャルの差が大きいほど、更新される量は大きくなる。   According to Equation (2), the irreducible cost is determined by the relative relationship between the node potentials of the two nodes connected by the target arc, and the amount of renewal increases as the difference between the two node potentials increases. .

距離ラベルとノードポテンシャルとの設定を行ったら、各遷移元ノードを出発ノードとして、最小の既約コストで到達可能な遷移先ノードの探索を行う。そして、探索された遷移先ノードを最終到達ノードに確定し、ノードポテンシャル及び既約コストを、式(1)及び式(2)に従って更新する。   After setting the distance label and the node potential, a search is made for a transition destination node that can be reached with a minimum irreducible cost, with each transition source node as a starting node. Then, the searched transition destination node is determined as the final destination node, and the node potential and the irreducible cost are updated according to the equations (1) and (2).

以下、最終到達ノードの探索方法について説明するが、各出発ノード1つ1つに関する処理を順次行い、出発ノード1つに関する処理を「ターン」と呼び、この1つのターンにおいて値が確定した距離ラベル、ノードポテンシャル及び既約コストを、図中ではグレーの塗り潰しで表現する。また、距離ラベルが現在確定しているノードまでのアークを太矢印で表現する。   In the following, the method for searching for the final destination node will be described. The processing for each departure node is sequentially performed, the processing for each departure node is called “turn”, and the distance label whose value is determined in this one turn. In the figure, the node potential and the irreducible cost are expressed in gray. In addition, an arc up to a node whose distance label is currently determined is represented by a thick arrow.

(A)遷移元ノード「a1」を出発ノードとした場合
先ず、遷移元ノード「a1」を出発ノードとすると、遷移元ノード「a1」が自身に到達するまでの既約コストは「0」であるため、遷移元ノード「a1」の距離ラベルを「∞」から「0」に更新する。遷移元ノード「a1」の距離ラベルがこれよりも小さくなることはないため、遷移元ノード「a1」の距離ラベルは「0」に確定する(図4参照)。
(A) When the transition source node “a 1 ” is the departure node First, when the transition source node “a 1 ” is the departure node, the irreducible cost until the transition source node “a 1 ” reaches itself is “ Since it is “0”, the distance label of the transition source node “a 1 ” is updated from “∞” to “0”. Since the distance label of the transition source node “a 1 ” never becomes smaller than this, the distance label of the transition source node “a 1 ” is fixed to “0” (see FIG. 4).

次いで、遷移元ノード「a1」から到達可能な遷移先ノードは、遷移先ノード「f2」又は遷移先ノード「c2」であるが、遷移先ノード「f2」に到達するまでの既約コストは「30」であり、遷移先ノード「c2」に到達するまでの既約コストは「1」である。 Next, the transition destination node that can be reached from the transition source node “a 1 ” is the transition destination node “f 2 ” or the transition destination node “c 2 ”, but the existing node until the transition destination node “f 2 ” is reached. The approximately cost is “30”, and the irreducible cost until the transition destination node “c 2 ” is reached is “1”.

この場合、遷移先ノード「f2」の距離ラベルは「30」、遷移先ノード「c2」の距離ラベルは「1」にそれぞれ更新されるが、遷移先ノード「c2」には、遷移先ノード「f2」よりも小さい既約コストで到達することが可能である。従って、遷移先ノード「c2」の距離ラベルを「1」に確定する。また、遷移先ノード「c2」から他に到達できるノードは存在しないため、遷移先ノード「c2」を最終到達ノードに確定する(図5参照)。 In this case, the distance label of the transition destination node “f 2 ” is updated to “30” and the distance label of the transition destination node “c 2 ” is updated to “1”, but the transition destination node “c 2 ” It is possible to reach the irreducible cost smaller than the previous node “f 2 ”. Therefore, the distance label of the transition destination node “c 2 ” is fixed to “1”. A node can reach the other from transition destination node "c 2" are due to the absence, determined transition destination node "c 2" in the ultimate node (see Figure 5).

ここまでの手順により、遷移元ノード「a1」及び遷移先ノード「c2」の距離ラベルが確定したことになる。従って、遷移元ノード「a1」のノードポテンシャル「π(a1)」と、遷移先ノード「c2」のノードポテンシャル「π(c2)」とを、式(1)に従って更新する。 By the procedure so far, the distance labels of the transition source node “a 1 ” and the transition destination node “c 2 ” are determined. Thus, a transition source node "a 1" node potential "[pi (a 1)" of the node potential of the transition destination node "c 2" "[pi (c 2)" and is updated according to Equation (1).

具体的には、ノードポテンシャル「π(a1)」は、現在の値が「π(a1)=0」、遷移元ノード「a1」の距離ラベルが「d(a1)=0」、最終到達ノードの距離ラベルが「d(R)=d(c2)=1」であるため、「π(a1)−d(a1)+d(R)=1」に更新する。同様に、ノードポテンシャル「π(c2)」は、現在の値が「π(c2)=0」、遷移先ノード「c2」の距離ラベルが「d(c2)=1」、最終到達ノードの距離ラベルが「d(R)=d(c2)=1」であるため、「π(c2)−d(c2)+d(R)=0」に更新する。 Specifically, for the node potential “π (a 1 )”, the current value is “π (a 1 ) = 0”, and the distance label of the transition source node “a 1 ” is “d (a 1 ) = 0”. Since the distance label of the final destination node is “d (R) = d (c 2 ) = 1”, it is updated to “π (a 1 ) −d (a 1 ) + d (R) = 1”. Similarly, for the node potential “π (c 2 )”, the current value is “π (c 2 ) = 0”, the distance label of the transition destination node “c 2 ” is “d (c 2 ) = 1”, and the final Since the distance label of the destination node is “d (R) = d (c 2 ) = 1”, it is updated to “π (c 2 ) −d (c 2 ) + d (R) = 0”.

また、ノードポテンシャル「π(a1)」及び「π(c2)」を更新したため、遷移元ノード「a1」から遷移先ノード「f2」に向かうアークの既約コストw(a12)と、遷移元ノード「a1」から遷移先ノード「c2」に向かうアークの既約コストw(a12)とを、式(2)に従って更新する。 Further, since the node potentials “π (a 1 )” and “π (c 2 )” are updated, the irreducible cost w (a 1 f) of the arc from the transition source node “a 1 ” to the transition destination node “f 2 ”. 2 ) and the irreducible cost w (a 1 c 2 ) of the arc from the transition source node “a 1 ” to the transition destination node “c 2 ” are updated according to equation (2).

具体的には、既約コスト「w(a12)」は、現在の値が「w(a12)=30」、遷移元ノード「a1」のノードポテンシャルが「π(a1)=1」、遷移先ノード「f2」のノードポテンシャルが「π(f2)=0」であるため、「w(a12)−π(a1)+π(f2)=29」に更新する。同様に、既約コスト「w(a12)」は、現在の値が「w(a12)=1」、遷移元ノード「a1」のノードポテンシャルが「π(a1)=1」、遷移先ノード「c2」のノードポテンシャルが「π(c2)=0」であるため、「w(a12)−π(a1)+π(c2)=0」に更新する。 Specifically, the irreducible cost “w (a 1 f 2 )” is the current value “w (a 1 f 2 ) = 30”, and the node potential of the transition source node “a 1 ” is “π (a 1 ) = 1 ”and the node potential of the transition destination node“ f 2 ”is“ π (f 2 ) = 0 ”, so that“ w (a 1 f 2 ) −π (a 1 ) + π (f 2 ) = 29 ". Similarly, the irreducible cost “w (a 1 c 2 )” is the current value “w (a 1 c 2 ) = 1”, and the node potential of the transition source node “a 1 ” is “π (a 1 )”. = 1 ”and the node potential of the transition destination node“ c 2 ”is“ π (c 2 ) = 0 ”, so“ w (a 1 c 2 ) −π (a 1 ) + π (c 2 ) = 0 ” Update to

ここまでで、遷移元ノード「a1」を出発ノードとした場合のターンは終了となるが、遷移先ノード「c2」を最終到達ノードに確定したという意味で、遷移元ノード「a1」から遷移先ノード「c2」に向かうアークの向きを反転させる(図6参照)。尚、遷移元ノード「a1」から遷移先ノード「c2」に向かうアークの既約コストが「0」であるため分かりづらいが、アークの向きを反転させることで既約コストの符号も反転する。 Up to this point, the turn when the transition source node “a 1 ” is the departure node ends, but the transition source node “a 1 ” means that the transition destination node “c 2 ” has been finalized. The direction of the arc heading from “ 1 ” to “destination node“ c 2 ”is reversed (see FIG. 6). It is difficult to understand because the irreducible cost of the arc from the transition source node “a 1 ” to the transition destination node “c 2 ” is “0”, but the sign of the irreducible cost is also reversed by reversing the arc direction. To do.

(B)遷移元ノード「b1」を出発ノードとした場合
次に、遷移元ノード「b1」を出発ノードとする。先ず、全てのノードの距離ラベルを「∞」に初期化する。
その後、遷移元ノード「b1」が自身に到達するまでの既約コストは「0」であるため、遷移元ノード「b1」の距離ラベルを「∞」から「0」に更新して確定する(図7参照)。
(B) When transition source node “b 1 ” is the departure node Next, transition source node “b 1 ” is the departure node. First, the distance labels of all nodes are initialized to “∞”.
Thereafter, since the irreducible cost until the transition source node “b 1 ” reaches itself is “0”, the distance label of the transition source node “b 1 ” is updated from “∞” to “0” and confirmed. (See FIG. 7).

次いで、遷移元ノード「b1」から到達可能な遷移先ノードは、遷移先ノード「e2」又は遷移先ノード「c2」であるが、遷移先ノード「e2」に到達するまでの既約コストは「10」であり、遷移先ノード「c2」に到達するまでの既約コストは「5」である。 Next, the transition destination node that can be reached from the transition source node “b 1 ” is the transition destination node “e 2 ” or the transition destination node “c 2 ”, but the existing node until the transition destination node “e 2 ” is reached. The approximately cost is “10”, and the irreducible cost until the transition destination node “c 2 ” is reached is “5”.

この場合、遷移先ノード「e2」の距離ラベルは「10」、遷移先ノード「c2」の距離ラベルは「5」にそれぞれ更新されるが、遷移先ノード「c2」には、遷移先ノード「e2」よりも小さい既約コストで到達することが可能である。従って、遷移先ノード「c2」の距離ラベルを「5」に確定する(図8参照)。 In this case, the distance label of the transition destination node “e 2 ” is updated to “10”, and the distance label of the transition destination node “c 2 ” is updated to “5”, but the transition destination node “c 2 ” It is possible to reach the irreducible cost smaller than the previous node “e 2 ”. Therefore, the distance label of the transition destination node “c 2 ” is fixed to “5” (see FIG. 8).

遷移先ノード「c2」は、遷移元ノード「a1」の最終到達ノードとして確定しているため、遷移先ノード「c2」を遷移元ノード「b1」の最終到達ノードに確定することはできない。しかし、アークの反転により、遷移先ノード「c2」から遷移元ノード「a1」への遷移が可能となったため、遷移元ノード「b1」から、遷移先ノード「c2」及び遷移元ノード「a1」を介して遷移先ノード「f2」に到達することは可能である。 Since the transition destination node “c 2 ” is determined as the final destination node of the transition source node “a 1 ”, the transition destination node “c 2 ” is determined as the final destination node of the transition source node “b 1 ”. I can't. However, since the transition from the transition destination node “c 2 ” to the transition source node “a 1 ” becomes possible due to the inversion of the arc, the transition source node “b 1 ” and the transition destination node “c 2 ” and the transition source node It is possible to reach the transition destination node “f 2 ” via the node “a 1 ”.

今、遷移元ノード「b1」から遷移元ノード「a1」に到達するまでの既約コストは「5+0=5」であり、遷移元ノード「b1」から遷移先ノード「e2」に到達するまでの既約コスト「10」よりも小さいため、遷移元ノード「a1」の距離ラベルを「5」に確定する(図9参照)。 Now, the irreducible cost from the transition source node “b 1 ” to the transition source node “a 1 ” is “5 + 0 = 5”, and the transition source node “b 1 ” changes to the transition destination node “e 2 ”. Since it is smaller than the irreducible cost “10” to reach, the distance label of the transition source node “a 1 ” is fixed to “5” (see FIG. 9).

次いで、遷移元ノード「b1」から遷移先ノード「f2」に到達するまでの既約コストを考えると「5+0+29=34」であるが、遷移元ノード「b1」から遷移先ノード「e2」に到達するまでの既約コストは「10」であるため、遷移先ノード「e2」には、遷移先ノード「f2」よりも小さい既約コストで到達することが可能である。従って、遷移先ノード「e2」の距離ラベルを「10」に確定する。また、遷移先ノード「e2」から他に到達できるノードは存在しないため、遷移先ノード「e2」を最終到達ノードに確定する(図10参照)。 Next, considering the irreducible cost from the transition source node “b 1 ” to the transition destination node “f 2 ”, it is “5 + 0 + 29 = 34”, but from the transition source node “b 1 ” to the transition destination node “e” Since the irreducible cost until reaching “ 2 ” is “10”, it is possible to reach the transition destination node “e 2 ” with an irreducible cost smaller than that of the transition destination node “f 2 ”. Therefore, the distance label of the transition destination node “e 2 ” is fixed to “10”. A node can reach the other from transition destination node "e 2" is due to the absence, determined transition destination node "e 2" to the ultimate node (see Figure 10).

ここまでの手順により、遷移元ノード「a1」、遷移元ノード「b1」、遷移先ノード「c2」及び遷移先ノード「e2」の距離ラベルが確定したことになるため、それぞれのノードポテンシャルを、式(1)に従って更新する。 The distance labels of the transition source node “a 1 ”, the transition source node “b 1 ”, the transition destination node “c 2 ”, and the transition destination node “e 2 ” are determined by the procedure so far. The node potential is updated according to equation (1).

具体的には、ノードポテンシャル「π(a1)」は、「π(a1)−d(a1)+d(R)=6」に更新し、ノードポテンシャル「π(b1)」は、「π(b1)−d(b1)+d(R)=10」に更新する。また、ノードポテンシャル「π(c2)」は、「π(c2)−d(c2)+d(R)=5」に更新し、ノードポテンシャル「π(e2)」は、「π(e2)−d(e2)+d(R)=0」に更新する。但し、d(R)=d(e2)=10である。 Specifically, the node potential “π (a 1 )” is updated to “π (a 1 ) −d (a 1 ) + d (R) = 6”, and the node potential “π (b 1 )” is Update to “π (b 1 ) −d (b 1 ) + d (R) = 10”. Further, the node potential “π (c 2 )” is updated to “π (c 2 ) −d (c 2 ) + d (R) = 5”, and the node potential “π (e 2 )” is changed to “π ( e 2 ) −d (e 2 ) + d (R) = 0 ”. However, d (R) = d (e 2 ) = 10.

また、関係する既約コストを更新すると、既約コスト「w(b12)」は、「w(b12)−π(b1)+π(e2)=0」に更新され、既約コスト「w(b12)」は、「w(b12)−π(b1)+π(c2)=0」に更新される。また、既約コスト「w(a12)」は、「w(a12)−π(a1)+π(f2)=24」に更新され、既約コスト「w(X/Yc2)」は、「w(X/Yc2)−π(X/Y)+π(c2)=6」に更新される。 Further, when the irreducible cost concerned is updated, the irreducible cost “w (b 1 e 2 )” is updated to “w (b 1 e 2 ) −π (b 1 ) + π (e 2 ) = 0”. The irreducible cost “w (b 1 c 2 )” is updated to “w (b 1 c 2 ) −π (b 1 ) + π (c 2 ) = 0”. The irreducible cost “w (a 1 f 2 )” is updated to “w (a 1 f 2 ) −π (a 1 ) + π (f 2 ) = 24”, and the irreducible cost “w (X / Yc 2 ) ”is updated to“ w (X / Yc 2 ) −π (X / Y) + π (c 2 ) = 6 ”.

ここまでで、遷移元ノード「b1」を出発ノードとした場合のターンは終了となるため、遷移元ノード「b1」から遷移先ノード「e2」に向かうアークを反転させる(図11参照)。 Up to this point, since the turn when the transition source node “b 1 ” is the departure node is completed, the arc from the transition source node “b 1 ” to the transition destination node “e 2 ” is reversed (see FIG. 11). ).

(C)遷移元ノード「c1」を出発ノードとした場合
遷移元ノード「c1」を出発ノードとした場合も同様であり、先ず全てのノードの距離ラベルを「∞」に初期化した後、遷移元ノード「c1」の距離ラベルを「0」に確定する(図12参照)。
(C) When the transition source node “c 1 ” is the departure node The same applies when the transition source node “c 1 ” is the departure node. First, after initializing the distance labels of all nodes to “∞” The distance label of the transition source node “c 1 ” is fixed to “0” (see FIG. 12).

次いで、遷移先ノード「d2」に到達するまでの既約コストが「1」で最も小さいため、遷移先ノード「d2」の距離ラベルを「1」に確定して、遷移先ノード「d2」を最終到達ノードに確定する(図13参照)。尚、既約コスト「w(c12)=w(c12)=1」であるため、遷移先ノード「f2」を最終到達ノードに確定しても良いが、ここでは遷移先ノード「d2」の方を選択したものとして説明する。 Next, since the irreducible cost to reach the transition destination node “d 2 ” is the smallest at “1”, the distance label of the transition destination node “d 2 ” is fixed to “1”, and the transition destination node “d” 2 ”is determined as the final destination node (see FIG. 13). Since the irreducible cost “w (c 1 d 2 ) = w (c 1 f 2 ) = 1”, the transition destination node “f 2 ” may be determined as the final destination node. A description will be given assuming that the previous node “d 2 ” is selected.

そして、距離ラベルが確定した遷移元ノード「c1」及び遷移先ノード「d2」についてノードポテンシャルを更新し、関係する既約コストを更新する。また、ここまでで遷移元ノード「c1」を出発ノードとした場合のターンは終了となるため、遷移元ノード「c1」から遷移先ノード「d2」に向かうアークを反転させる(図14参照)。 Then, the node potential is updated for the transition source node “c 1 ” and the transition destination node “d 2 ” for which the distance label is determined, and the irreducible costs related to the node potential are updated. Further, since the turn when the transition source node “c 1 ” is set as the departure node is completed so far, the arc from the transition source node “c 1 ” to the transition destination node “d 2 ” is reversed (FIG. 14). reference).

(D)遷移元ノード「d1」を出発ノードとした場合
遷移元ノード「d1」を出発ノードとした場合も同様であり、先ず全てのノードの距離ラベルを「∞」に初期化した後、遷移元ノード「d1」の距離ラベルを「0」に確定する(図15参照)。
(D) When transition source node “d 1 ” is the departure node The same applies when transition source node “d 1 ” is the departure node. First, after initializing the distance labels of all nodes to “∞” The distance label of the transition source node “d 1 ” is fixed to “0” (see FIG. 15).

次いで、ダミーノード「X/Y」の距離ラベルを「1」に確定する(図16参照)。そして、遷移先ノード「b2」に到達するまでの既約コストが「1+5=6」で最も小さいため、遷移先ノード「b2」の距離ラベルを「6」に確定して、遷移先ノード「b2」を最終到達ノードに確定する(図17参照)。尚、既約コスト「w(X/Yb2)=w(X/Ya2)=5」であるため、遷移先ノード「a2」を最終到達ノードに確定しても良いが、ここでは遷移先ノード「b2」の方を選択したものとして説明する。 Next, the distance label of the dummy node “X / Y” is fixed to “1” (see FIG. 16). Then, since the irreducible cost until reaching the transition destination node “b 2 ” is the smallest “1 + 5 = 6”, the distance label of the transition destination node “b 2 ” is fixed to “6”, and the transition destination node “B 2 ” is determined as the final destination node (see FIG. 17). Since the irreducible cost “w (X / Yb 2 ) = w (X / Ya 2 ) = 5”, the transition destination node “a 2 ” may be determined as the final destination node. A description will be given assuming that the previous node “b 2 ” is selected.

そして、距離ラベルが確定した遷移元ノード「d1」、ダミーノード「X/Y」及び遷移先ノード「b2」についてノードポテンシャルを更新し、関係する既約コストを更新する。また、ここまでで遷移元ノード「d1」を出発ノードとした場合のターンは終了となるため、遷移元ノード「d1」からダミーノード「X/Y」に向かうアークと、ダミーノード「X/Y」から遷移先ノード「b2」に向かうアークとをそれぞれ反転させる(図18参照)。 Then, the node potential is updated for the transition source node “d 1 ”, the dummy node “X / Y”, and the transition destination node “b 2 ” for which the distance label is determined, and the related irreducible costs are updated. Further, since the turn when the transition source node “d 1 ” is set as the departure node is completed so far, the arc from the transition source node “d 1 ” to the dummy node “X / Y” and the dummy node “X” / Y ”and the arc from the transition destination node“ b 2 ”are reversed (see FIG. 18).

(E)遷移元ノード「e1」を出発ノードとした場合
遷移元ノード「e1」を出発ノードとした場合も同様であり、先ず全てのノードの距離ラベルを「∞」に初期化した後、遷移元ノード「e1」の距離ラベルを「0」に確定する(図19参照)。
(E) When transition source node “e 1 ” is the departure node The same applies when transition source node “e 1 ” is the departure node. First, after initializing the distance labels of all nodes to “∞” The distance label of the transition source node “e 1 ” is fixed to “0” (see FIG. 19).

次いで、遷移先ノード「d2」に到達するまでの既約コスト「5」の方が、ダミーノード「X/Y」に到達するまでの既約コスト「15」よりも小さいので、遷移先ノード「d2」の距離ラベルを「5」に確定する(図20参照)。 Next, since the irreducible cost “5” until reaching the transition destination node “d 2 ” is smaller than the irreducible cost “15” until reaching the dummy node “X / Y”, the transition destination node The distance label of “d 2 ” is fixed to “5” (see FIG. 20).

また、遷移先ノード「d2」を介して遷移元ノード「c1」に到達するまでの既約コスト「5+0=5」の方が、ダミーノード「X/Y」に到達するまでの既約コスト「15」よりも小さいので、遷移元ノード「c1」の距離ラベルを「5」に確定する(図21参照)。 Further, the irreducible cost “5 + 0 = 5” until reaching the transition source node “c 1 ” via the transition destination node “d 2 ” is more irreducible until reaching the dummy node “X / Y”. Since the cost is smaller than “15”, the distance label of the transition source node “c 1 ” is fixed to “5” (see FIG. 21).

そして、遷移先ノード「d2」及び遷移元ノード「c1」を介して遷移先ノード「f2」に到達するまでの既約コスト「5+0+0=5」の方が、ダミーノード「X/Y」に到達するまでの既約コスト「15」よりも小さいので、遷移先ノード「f2」の距離ラベルを「5」に確定し、遷移先ノード「f2」を最終到達ノードに確定する(図22参照)。 The irreducible cost “5 + 0 + 0 = 5” until reaching the transition destination node “f 2 ” via the transition destination node “d 2 ” and the transition source node “c 1 ” is the dummy node “X / Y”. since "less than irreducible cost" 15 "to reach the a distance label of the transition destination node" f 2 "and confirm the" 5 "and confirm transition destination node" f 2 "to the ultimate node ( (See FIG. 22).

そして、距離ラベルが確定した遷移元ノード「e1」、遷移元ノード「c1」、遷移先ノード「d2」及び遷移先ノード「f2」についてノードポテンシャルを更新し、関係する既約コストを更新する。また、ここまでで遷移元ノード「e1」を出発ノードとした場合のターンは終了となるため、遷移元ノード「e1」から遷移先ノード「d2」に向かうアークと、遷移先ノード「d2」から遷移元ノード「c1」に向かうアークと、遷移元ノード「c1」から遷移先ノード「f2」に向かうアークとをそれぞれ反転させる(図23参照)。 Then, the node potential is updated for the transition source node “e 1 ”, the transition source node “c 1 ”, the transition destination node “d 2 ”, and the transition destination node “f 2 ” for which the distance label is determined, and the related irreducible costs. Update. Since the turn when the transition source node “e 1 ” is set as the departure node is completed so far, the arc from the transition source node “e 1 ” to the transition destination node “d 2 ” and the transition destination node “ The arc from d 2 ”to the transition source node“ c 1 ”and the arc from the transition source node“ c 1 ”to the transition destination node“ f 2 ”are reversed (see FIG. 23).

(F)遷移元ノード「f1」を出発ノードとした場合
遷移元ノード「f1」を出発ノードとした場合も同様であり、先ず全てのノードの距離ラベルを「∞」に初期化した後、遷移元ノード「f1」の距離ラベルを「0」に確定する(図24参照)。
(F) When the transition source node “f 1 ” is the departure node The same applies when the transition source node “f 1 ” is the departure node. First, after initializing the distance labels of all nodes to “∞” The distance label of the transition source node “f 1 ” is fixed to “0” (see FIG. 24).

次いで、遷移先ノード「d2」に到達するまでの既約コスト「1」の方が、ダミーノード「X/Y」に到達するまでの既約コスト「10」よりも小さいので、遷移先ノード「d2」の距離ラベルを「1」に確定する(図25参照)。 Next, since the irreducible cost “1” until reaching the transition destination node “d 2 ” is smaller than the irreducible cost “10” until reaching the dummy node “X / Y”, the transition destination node The distance label “d 2 ” is fixed to “1” (see FIG. 25).

また、遷移先ノード「d2」を介して遷移元ノード「e1」に到達するまでの既約コスト「1+0=1」の方が、ダミーノード「X/Y」に到達するまでの既約コスト「10」よりも小さいので、遷移元ノード「e1」の距離ラベルを「1」に確定する(図26参照)。 Further, the irreducible cost “1 + 0 = 1” until reaching the transition source node “e 1 ” via the transition destination node “d 2 ” is more irreducible until reaching the dummy node “X / Y”. It is smaller than the cost "10" and confirm the distance label of the transition source node "e 1" to "1" (see FIG. 26).

そして、遷移先ノード「d2」及び遷移元ノード「e1」を介してダミーノード「X/Y」に到達するまでの既約コスト「1+0+10=11」と、遷移元ノード「f1」から直接ダミーノード「X/Y」に到達するまでの既約コスト「10」とを比較すると、直接ダミーノード「X/Y」に到達するまでの既約コスト「10」の方が小さいので、ダミーノード「X/Y」の距離ラベルを「10」に確定する(図27参照)。 Then, from the irreducible cost “1 + 0 + 10 = 11” to reach the dummy node “X / Y” via the transition destination node “d 2 ” and the transition source node “e 1 ”, and the transition source node “f 1 ” Comparing the irreducible cost “10” until reaching the dummy node “X / Y” directly, the irreducible cost “10” until reaching the dummy node “X / Y” is smaller. The distance label of the node “X / Y” is fixed to “10” (see FIG. 27).

次いで、ダミーノード「X/Y」を介して遷移先ノード「a2」に到達するまでの既約コストが「10+0=10」で最も小さいため、遷移先ノード「a2」の距離ラベルを「10」に確定して、遷移先ノード「a2」を最終到達ノードに確定する(図28参照)。 Next, since the irreducible cost until reaching the transition destination node “a 2 ” via the dummy node “X / Y” is the smallest at “10 + 0 = 10”, the distance label of the transition destination node “a 2 ” is set to “ 10 ”and the transition destination node“ a 2 ”is confirmed as the final destination node (see FIG. 28).

そして、距離ラベルが確定した遷移元ノード「f1」、遷移元ノード「e1」、遷移先ノード「d2」、遷移先ノード「a2」及びダミーノード「X/Y」についてノードポテンシャルを更新し、関係する既約コストを更新する。また、ここまでで遷移元ノード「f1」を出発ノードとした場合のターンは終了となるため、遷移元ノード「f1」からダミーノード「X/Y」に向かうアークと、ダミーノード「X/Y」から遷移先ノード「a2」に向かうアークとをそれぞれ反転させる(図29参照)。 Then, the node potential is set for the transition source node “f 1 ”, the transition source node “e 1 ”, the transition destination node “d 2 ”, the transition destination node “a 2 ”, and the dummy node “X / Y” for which the distance label is determined. Update and update the irreducible costs involved. Further, since the turn when the transition source node “f 1 ” is set as the departure node is completed so far, the arc from the transition source node “f 1 ” to the dummy node “X / Y” and the dummy node “X” / Y ”and the arc from the transition destination node“ a 2 ”are reversed (see FIG. 29).

以上、全ての遷移元ノードを出発ノードとした場合について、最小の既約コストで到達可能な遷移先ノードの探索を行った。この探索により得られた出発ノードと最終到達ノードとの対応関係は、最小コスト完全マッチングになっている。   As described above, when all transition source nodes are set as departure nodes, a search is made for a transition destination node that can be reached with a minimum irreducible cost. The correspondence between the starting node and the final destination node obtained by this search is a minimum cost perfect matching.

今、最小コスト完全マッチングが算出された遷移正規化図をネットワーク形式に書き換えた図を「マッチング後ネットワーク」と呼ぶことにする。図29の遷移正規化図に対するマッチング後ネットワークを、図30に示す。   Now, a diagram obtained by rewriting the transition normalization diagram in which the minimum cost perfect matching has been calculated into a network format will be referred to as a “post-matching network”. FIG. 30 shows a post-matching network for the transition normalization diagram of FIG.

図30では、最小コスト完全マッチングを太矢印で示している。これを見ると、確かにダミーノードを除いた全てのノードについて、他の何れかのノードに向かって必ず1本のアークが出ており、また、他の何れかのノードから必ず1本のアークが入ってくるようなノードの組み合わせが得られている。   In FIG. 30, the minimum cost perfect matching is indicated by a thick arrow. As you can see, for every node except for the dummy node, one arc always goes to any other node, and one arc always comes from any other node. A combination of nodes is obtained.

尚、最小コスト完全マッチングに属する行路(即ち、矢印を辿ることで得られる行路)には、1継続乗務時間を違反する経路(以下、「1継続乗務時間違反経路」と呼ぶ。)が含まれている場合がある。ここで、1継続乗務時間とは、予め定められた乗務員が継続して乗務を行っても良い時間のことを指し、例えば「3時間」と決められている。また、経路とは、行路中のあるノードから別のノードまでの道筋のことを指す。この1継続乗務時間違反経路を含む行路に、乗務員を割り当てることはできない。   A route belonging to the minimum cost perfect matching (that is, a route obtained by following an arrow) includes a route that violates one continuation crew time (hereinafter referred to as “one continuation crew time violation route”). There may be. Here, one continuous crew time refers to a time during which a predetermined crew may continue to carry out crew, and is determined to be “3 hours”, for example. A route refers to a route from one node in the route to another node. A crew member cannot be assigned to a route including this one-continuous crew time violation route.

そこで、最小コスト完全マッチングに属する行路に1継続乗務時間違反経路が含まれる場合は、当該経路上のアークを1つ削除する。アークを1つ削除すれば、当該アークで結ばれるノードを表す単位乗務間の遷移が不可能となり、当該経路の1継続乗務時間違反が解消されるからである。そして、最小コスト完全マッチングの算出を再度行うようにする。   Therefore, when the route belonging to the minimum cost perfect matching includes a one-continuous crew time violation route, one arc on the route is deleted. This is because if one arc is deleted, transition between unit crews representing nodes connected by the arc becomes impossible, and the violation of one continuous crew time of the route is eliminated. Then, the minimum cost perfect matching is calculated again.

1−1−4.第1の行路案抽出処理
最小コスト完全マッチング算出処理により、各アークについて既約コストが求められたことになる。既約コストは、乗務行路ネットワーク全体における各アークの価値を表しているため、この既約コストに基づいて行路の篩い分けを行えば、乗務行路計画における必要性の高い行路のみを残存させることができるようになる。
1-1-4. First route plan extraction process The irreducible cost is obtained for each arc by the minimum cost perfect matching calculation process. Since the irreducible cost represents the value of each arc in the entire crew route network, if routes are screened based on this irreducible cost, it is possible to leave only the routes that are highly necessary in the crew route plan. become able to.

そこで、第1の行路案抽出処理では、以下の手順で行路の篩い分けを行う。
先ず、マッチング後ネットワークから行路を1つずつ選択していき、ダミーノードを除いた各ノードについて、その出現した回数(以下、「出現回数」と呼ぶ。)をカウントする。そして、出現回数のうち最小のもの(以下、「最小出現回数」と呼ぶ。)が所定の閾値θを超えるまで(最小出現回数>閾値θとなるまで)、行路を選択していく。尚、行路を選択する順序は、予め設定された順序としても良いし、ランダムとしても良い。
Therefore, in the first route plan extraction process, the route is screened according to the following procedure.
First, a route is selected one by one from the network after matching, and the number of appearances (hereinafter referred to as “appearance count”) of each node excluding the dummy nodes is counted. Then, the path is selected until the smallest number of appearances (hereinafter referred to as “minimum number of appearances”) exceeds a predetermined threshold θ (until the minimum number of appearances> threshold θ). It should be noted that the order in which the routes are selected may be a preset order or may be random.

そして、最小出現回数が閾値θを超えた段階で、既に選択済みの行路のうち、行路に含まれるアークの既約コストの総和(以下、「合計既約コスト」と呼ぶ。)が最大の行路を1つ削除し、マッチング後ネットワークから他の行路を新しく選択する。そして、選択可能な行路が無くなるまで、この手順を繰り返し実行する。   Then, when the minimum number of appearances exceeds the threshold θ, the path having the maximum total irreducible cost of arcs included in the path among the already selected paths (hereinafter referred to as “total irreducible cost”). Is deleted, and another route is newly selected from the network after matching. This procedure is repeated until there are no selectable paths.

マッチング後ネットワークから選択可能な行路が無くなったら、出現回数>閾値θの条件を満たすノードのみを含んだ行路があるか否かを判定し、有ると判定した場合は、当該行路のうち合計既約コストが最大の行路を1つ削除する。そして、出現回数>閾値θの条件を満たすノードのみを含んだ行路が無くなるまでこの手順を繰り返し実行し、無くなった時点で、行路の篩い分けを終了する。   When there is no selectable route from the network after matching, it is determined whether or not there is a route including only a node satisfying the condition of occurrence frequency> threshold value θ. Delete the route with the highest cost. Then, this procedure is repeatedly executed until there are no paths including only nodes satisfying the condition that the number of appearances> threshold θ, and when there is no path, the screening of the paths is terminated.

この第1の行路案抽出処理による行路の篩い分けを、図30のマッチング後ネットワークに含まれる行路について行った場合を例に挙げて説明する。但し、ここでは、閾値θを「3」として行路の篩い分けを行った場合について説明する。   A case where the screening of the route by the first route plan extraction process is performed on the route included in the post-matching network in FIG. 30 will be described as an example. However, here, the case where the threshold θ is “3” and the route is screened will be described.

図31〜図34は、第1の行路案抽出処理において行路の篩い分けを行う際に用いるデータである第1の行路案データ607を示す図である。
第1の行路案データ607には、行路6071と、合計既約コスト6073と、ノード6075とが対応付けて記憶され、ノード6075を構成する各ノードについて、出現回数6077が記憶される。
FIGS. 31 to 34 are diagrams showing first route plan data 607 which is data used when sieving a route in the first route plan extraction process.
In the first route plan data 607, a route 6071, a total irreducible cost 6073, and a node 6075 are stored in association with each other, and an appearance count 6077 is stored for each node constituting the node 6075.

行路6071は、マッチング後ネットワークから選択された行路であり、合計既約コスト6073は、当該行路の合計既約コストである。ノード6075は、マッチング後ネットワークに含まれるダミーノードを除いた各ノードで構成され、選択された行路に当該ノードが含まれる場合に、「マル」が設定される。出現回数6077は、ノード6075を構成する各ノードの出現回数を示しており、各ノードに設定された「マル」の数の合計が記憶される。   The route 6071 is a route selected from the post-matching network, and the total irreducible cost 6073 is the total irreducible cost of the route. The node 6075 is composed of nodes other than the dummy nodes included in the post-matching network, and “maru” is set when the node is included in the selected route. The number of appearances 6077 indicates the number of appearances of each node constituting the node 6075, and the total number of “maru” set in each node is stored.

図31は、図30のマッチング後ネットワークに含まれる行路をランダムに選択していき、ノード6075の最小出現回数が閾値θを越えた場合の第1の行路案データ607を示す図である。行路「XbedY」が選択されたことで、ノード「b」、「d」及び「e」の出現回数が更新されてノードの最小出現回数が「4」となり、閾値である「θ=3」を超えた状態が示されている。   FIG. 31 is a diagram showing first route plan data 607 when a route included in the network after matching of FIG. 30 is selected at random and the minimum number of appearances of the node 6075 exceeds the threshold θ. By selecting the route “XbedY”, the number of appearances of the nodes “b”, “d”, and “e” is updated, the minimum number of appearances of the node is “4”, and the threshold “θ = 3” is set. Exceeded state is shown.

図32は、図31の状態の後、合計既約コストが最大の行路が1つ削除され、新たに別の行路が選択された場合の第1の行路案データ607を示す図である。図31においてノードの最小出現回数が「4」となり、閾値である「θ=3」を超えたことで、合計既約コストが最大の行路である行路「XcdY」が削除され、マッチング後ネットワークから新たに行路「XaceY」が選択されている。また、これに伴って、出現回数6077が更新されている。   FIG. 32 is a diagram showing the first route plan data 607 when one route having the maximum total irreducible cost is deleted and another route is newly selected after the state of FIG. 31. In FIG. 31, when the minimum number of appearances of the node is “4” and exceeds the threshold “θ = 3”, the route “XcdY” that is the route with the maximum total irreducible cost is deleted, and the network after matching is deleted. The route “XaceY” is newly selected. Along with this, the appearance count 6077 is updated.

図33は、図32の手順が繰り返し実行され、マッチング後ネットワークから選択できる行路が無くなった場合の第1の行路案データ607を示す図である。また、図34は、図33の状態の後、出現回数>閾値θの条件を満たすノードのみを含んだ行路が1つ削除された場合の第1の行路案データ607を示す図である。   FIG. 33 is a diagram showing first route plan data 607 when the procedure of FIG. 32 is repeatedly executed and there is no route that can be selected from the network after matching. FIG. 34 is a diagram showing the first route plan data 607 when one route including only a node satisfying the condition that the number of appearances> the threshold θ is deleted after the state of FIG.

マッチング後ネットワークから選択できる行路が無くなったことで、出現回数>閾値θの条件を満たすノードのみを含んだ行路のうち、合計既約コストが最大の行路が1つ削除される。図33において、出現回数>閾値θの条件を満たすノードは「a」以外のノードであり、ノード「a」を含まない行路のうち、合計既約コストが最大の行路である行路「XcedY」が削除された状態が、図34に示されている。尚、ここでは、行路「XcedY」が削除されることとしたが、合計既約コストが同様に最大の行路である行路「XbceY」が削除されることとしても勿論良い。   Since there is no route that can be selected from the post-matching network, one route that has only the maximum irreducible cost is deleted from the routes that include only nodes that satisfy the condition that the number of appearances> the threshold value θ. In FIG. 33, nodes satisfying the condition that the number of appearances> threshold θ is a node other than “a”, and among the routes not including node “a”, the route “XcedY” having the maximum total irreducible cost is included. The deleted state is shown in FIG. Although the route “XcedY” is deleted here, the route “XbceY”, which is the route having the maximum total irreducible cost, may be deleted as a matter of course.

図35は、図34の手順が繰り返され、行路の篩い分けが終了した状態における第1の行路案データ607を示す図である。出現回数>閾値θの条件を満たすノードのみを含んだ行路のうち、合計既約コストが最大の行路を削除する手順が繰り返し実行され、最終的に6つの行路が残存した状態が示されている。   FIG. 35 is a diagram showing the first route plan data 607 in a state where the procedure of FIG. 34 is repeated and the sieving of the route is completed. Of the paths that include only nodes that satisfy the condition that the number of occurrences> threshold θ, the procedure for deleting the path with the maximum total irreducible cost has been repeatedly executed, and finally there are six paths remaining. .

1−1−5.集合分割解探索
第1の行路案抽出処理により、既約コストに基づいた行路の篩い分けが行われたことになる。後は、残存した行路の中から集合分割解を探索し、探索した集合分割解を乗務行路計画とすれば良い。ここで、乗務行路計画の最適解となるのは、アークに設定された基礎コストの総和が最小となるような行路の組み合わせである。基礎コストは、ノード間の接続に着目したアークの評価値であるため、基礎コストの小さいアークが含まれる行路ほど、評価の高い行路であると言えるからである。
1-1-5. Set division solution search In the first route plan extraction process, routes are screened based on irreducible costs. After that, a set division solution may be searched from the remaining routes, and the searched set division solution may be used as a crew route plan. Here, the optimal solution for the crew route plan is a combination of routes that minimizes the sum of the basic costs set for the arc. This is because the basic cost is an evaluation value of an arc focusing on the connection between nodes, and it can be said that a route including an arc with a low basic cost is a highly evaluated route.

図36は、図35の第1の行路案データ607に含まれる行路の中から集合分割解を探索することで得られた乗務行路計画のデータである乗務行路計画データ609を示す図である。
図35の第1の行路案データ607に含まれる6つの行路の中から集合分割解を探索すると、「XbedY+XacfY」と、「XacfdY+XbeY」とが探索され、この2つが乗務行路計画となる。また、乗務行路計画「XbedY+XacfY」を構成する行路に含まれるアークの基礎コストの総和は「21+12=33」であり、乗務行路計画「XacfdY+XbeY」を構成する行路に含まれるアークの基礎コストの総和は「9+25=34」であることから、値の小さい乗務行路計画「XbedY+XacfY」が最適解であり、乗務行路計画「XacfdY+XbeY」は準最適解となる。
FIG. 36 is a diagram illustrating crew route plan data 609 that is data of a crew route plan obtained by searching for a set division solution from the routes included in the first route plan data 607 of FIG. 35.
When a set division solution is searched from among the six routes included in the first route plan data 607 of FIG. 35, “XbedY + XacfY” and “XacfdY + XbeY” are searched, and these two become the crew route plan. Further, the sum of the basic costs of the arcs included in the route constituting the crew route plan “XbedY + XacfY” is “21 + 12 = 33”, and the sum of the basic costs of the arcs included in the route constituting the crew route plan “XacfdY + XbeY” is Since “9 + 25 = 34”, the crew route plan “XbedY + XacfY” having a small value is an optimal solution, and the crew route plan “XacfdY + XbeY” is a suboptimal solution.

1−2.実施例
次に、図37〜図40を参照して、1−1.原理で説明した乗務行路計画を行う装置である乗務行路計画装置10について説明する。
1-2. Example Next, with reference to FIGS. 37 to 40, 1-1. The crew route planning device 10 that is a device that performs the crew route planning described in the principle will be described.

1−2−1.構成
先ず、構成について説明する。
図37は、乗務行路計画装置10の機能構成を示すブロック図である。
乗務行路計画装置10は、CPU(Central Processing Unit)100と、入力部200と、表示部300と、通信部400と、ROM(Read Only Memory)500と、RAM(Random Access Memory)600とを備え、各部はバス700で相互にデータ通信可能に接続されて構成されるコンピュータシステムである。
1-2-1. Configuration First, the configuration will be described.
FIG. 37 is a block diagram illustrating a functional configuration of the crew route planning device 10.
The crew route planning apparatus 10 includes a CPU (Central Processing Unit) 100, an input unit 200, a display unit 300, a communication unit 400, a ROM (Read Only Memory) 500, and a RAM (Random Access Memory) 600. Each unit is a computer system configured to be connected to each other via a bus 700 so that data communication is possible.

CPU100は、ROM500に記憶されているシステムプログラム等に従って各部を統括的に制御する。また、CPU100は、ROM500に記憶されている第1の乗務行路計画プログラム501に従って第1の乗務行路計画処理を行い、乗務行路計画を表示部300に表示させる。   The CPU 100 comprehensively controls each unit in accordance with a system program or the like stored in the ROM 500. Further, the CPU 100 performs the first crew route planning process according to the first crew route planning program 501 stored in the ROM 500 and causes the display unit 300 to display the crew route plan.

入力部200は、例えばキーボード等により実現され、押下されたキーの信号をCPU100に出力する。この入力部200によるキー操作により、各種データの入力等がなされる。   The input unit 200 is realized by a keyboard or the like, for example, and outputs a pressed key signal to the CPU 100. Various data are input by the key operation by the input unit 200.

表示部300は、LCD(Liquid Crystal Display)等により構成され、CPU100から入力される表示信号に基づいた各種表示を行う表示装置である。   The display unit 300 is configured by an LCD (Liquid Crystal Display) or the like, and is a display device that performs various displays based on display signals input from the CPU 100.

通信部400は、CPU100の制御に基づいて、装置内部で利用される情報をインターネット等の通信ネットワークを介して外部とやりとりするための通信装置である。   The communication unit 400 is a communication device for exchanging information used inside the device with the outside via a communication network such as the Internet based on the control of the CPU 100.

ROM500は、乗務行路計画装置10の備える各種機能を実現するためのプログラム等を記憶している。ROM500は、CPU100により読み出され、第1の乗務行路計画処理(図38参照)として実行される第1の乗務行路計画プログラム501と、列車ダイヤデータ505と、乗務員拠点データ507と、乗務遷移条件データ509とを備えている。また、第1の乗務行路計画プログラム501は、最小コスト完全マッチング算出処理(図39参照)として実行される最小コスト完全マッチング算出プログラム502と、第1の行路案抽出処理(図40参照)として実行される第1の行路案抽出プログラム503とをサブルーチンとして備えている。   The ROM 500 stores programs and the like for realizing various functions of the crew route planning device 10. The ROM 500 is read by the CPU 100 and executed as a first crew route planning process (see FIG. 38), a first crew route planning program 501, train diagram data 505, crew member base data 507, and crew transition conditions. Data 509. The first crew route planning program 501 is executed as the minimum cost perfect matching calculation program 502 executed as the minimum cost perfect matching calculation processing (see FIG. 39) and the first route plan extraction processing (see FIG. 40). The first route plan extraction program 503 is provided as a subroutine.

第1の乗務行路計画処理とは、CPU100が、列車ダイヤデータ505及び乗務員拠点データ507に基づいて生成した乗務行路ネットワークに対する最小コスト完全マッチングを、最小コスト完全マッチング算出処理により算出し、第1の行路案抽出処理により、行路の篩い分けを行う処理である。そして、CPU100は、行路の篩い分けによって残存した行路の中から集合分割解を探索し、探索した集合分割解を乗務行路計画として表示部300に表示させる。この第1の乗務行路計画処理については、詳細に後述する。   In the first crew route planning process, the CPU 100 calculates the minimum cost perfect matching for the crew course network generated based on the train schedule data 505 and the crew member data 507 by the minimum cost perfect matching calculation process. This is a process of sieving the route by the route plan extraction process. Then, the CPU 100 searches for a set division solution from the remaining routes by screening the route, and causes the display unit 300 to display the searched set division solution as a crew route plan. The first crew route planning process will be described later in detail.

最小コスト完全マッチング算出処理とは、CPU100が、乗務行路ネットワークに基づいて遷移正規化図を生成し、生成した遷移正規化図を用いて最小コスト完全マッチングを算出する処理である。そして、CPU100は、算出した最小コスト完全マッチングに基づいて、マッチング後ネットワークを生成する。この最小コスト完全マッチング算出処理は、その原理について上述したが、フローチャートを用いて再度詳細に後述する。   The minimum cost perfect matching calculation process is a process in which the CPU 100 generates a transition normalization diagram based on the crew route network and calculates the minimum cost perfect matching using the generated transition normalization diagram. Then, the CPU 100 generates a post-matching network based on the calculated minimum cost perfect matching. This minimum cost perfect matching calculation process has been described above in detail, but will be described later again in detail using a flowchart.

第1の行路案抽出処理とは、CPU100が、マッチング後ネットワークに含まれる行路を選択しながら、合計既約コストに基づいた行路の削除を行うことで、行路の篩い分けを行う処理である。この第1の行路案抽出処理は、その原理について上述したが、フローチャートを用いて再度詳細に後述する。   The first route plan extraction process is a process in which the CPU 100 screens routes by deleting routes based on the total irreducible cost while selecting a route included in the network after matching. The principle of the first route plan extraction process has been described above, but will be described later again in detail using a flowchart.

列車ダイヤデータ505は、例えば図57に示したような通常運行時の列車ダイヤについてのデータであり、列車ダイヤを構成する列車の列車情報が記憶されている。具体的には、各列車の列車番号、各駅における着発時刻、列車種別等の情報である。   The train diagram data 505 is data on a train diagram during normal operation as shown in FIG. 57, for example, and stores train information of trains constituting the train diagram. Specifically, it is information such as the train number of each train, the arrival and departure times at each station, and the train type.

乗務員拠点データ507は、乗務員の拠点となる駅が定められたデータである。この列車ダイヤデータ505及び乗務員拠点データ507は、第1の乗務行路計画処理において、CPU100が乗務行路ネットワークを生成する際に用いるデータである。   The crew member base data 507 is data in which a station serving as a crew member base is determined. The train diagram data 505 and the crew member base data 507 are data used when the CPU 100 generates a crew course network in the first crew course planning process.

乗務遷移条件データ509は、単位乗務間の遷移に関する条件や遷移に関する評価基準が定められたデータである。この乗務遷移条件データ509は、第1の乗務行路計画処理において、CPU100が乗務行路ネットワークの各アークの基礎コストを設定する際に用いるデータである。   The crew transition condition data 509 is data in which conditions regarding transitions between unit crews and evaluation criteria regarding transitions are defined. The crew transition condition data 509 is data used when the CPU 100 sets the basic cost of each arc of the crew course network in the first crew course planning process.

RAM600は、CPU100により実行されるシステムプログラム、各種処理プログラム、各種処理の処理中データ、処理結果などを一時的に記憶するワークエリアを形成している。RAM600は、乗務行路ネットワークデータ601と、遷移正規化図データ603と、マッチング後ネットワークデータ605と、第1の行路案データ607と、乗務行路計画データ609とを備えている。   The RAM 600 forms a work area for temporarily storing a system program executed by the CPU 100, various processing programs, data being processed in various processing, processing results, and the like. The RAM 600 includes crew route network data 601, transition normalization diagram data 603, post-matching network data 605, first route plan data 607, and crew route plan data 609.

乗務行路ネットワークデータ601は、例えば図2に示したような乗務行路ネットワークについてのデータであり、第1の乗務行路計画処理においてCPU100により生成される乗務行路ネットワークが記憶される。この乗務行路ネットワークデータ601には、各アークに設定された基礎コストも一緒に記憶される。   The crew route network data 601 is data on a crew route network as shown in FIG. 2, for example, and stores a crew route network generated by the CPU 100 in the first crew route planning process. The crew route network data 601 also stores the basic cost set for each arc.

遷移正規化図データ603は、例えば図3〜図29に示したような遷移正規化図についてのデータであり、最小コスト完全マッチング算出処理においてCPU100により生成される遷移正規化図が記憶される。この遷移正規化図データ603には、各ノードの距離ラベルや、ノードポテンシャルや、既約コストも一緒に記憶される。   The transition normalization diagram data 603 is data about a transition normalization diagram as shown in FIGS. 3 to 29, for example, and stores a transition normalization diagram generated by the CPU 100 in the minimum cost perfect matching calculation process. In this transition normalized diagram data 603, distance labels of each node, node potentials, and irreducible costs are also stored.

マッチング後ネットワークデータ605は、例えば図30に示したようなマッチング後ネットワークについてのデータであり、最小コスト完全マッチング算出処理においてCPU100により生成されるマッチング後ネットワークが記憶される。このマッチング後ネットワークデータ605には、各アークについて求められた既約コストも一緒に記憶される。   The post-matching network data 605 is data about the post-matching network as shown in FIG. 30, for example, and stores the post-matching network generated by the CPU 100 in the minimum cost complete matching calculation process. In this post-matching network data 605, the irreducible cost obtained for each arc is also stored.

第1の行路案データ607は、行路6071と、合計既約コスト6073と、ノード6075とが対応付けて記憶され、各ノードの出現回数6077が記憶されたデータであり、そのデータ構成例は、図31〜図35に示した通りである。この第1の行路案データ607は、第1の行路案抽出処理において、CPU100により生成される。   The first route plan data 607 is data in which the route 6071, the total irreducible cost 6073, and the node 6075 are stored in association with each other, and the number of appearances 6077 of each node is stored. This is as shown in FIGS. The first route plan data 607 is generated by the CPU 100 in the first route plan extraction process.

乗務行路計画データ609は、第1の乗務行路計画処理において、CPU100により探索された集合分割解が乗務行路計画として記憶されるデータであり、そのデータ構成例は、図36に示した通りである。   The crew route plan data 609 is data in which the set division solution searched by the CPU 100 in the first crew route plan process is stored as the crew route plan, and the data configuration example is as shown in FIG. .

1−2−2.処理の流れ
次に、処理の流れについて説明する。
図38は、CPU100により第1の乗務行路計画プログラム501が読み出されて実行されることにより乗務行路計画装置10において実行される第1の乗務行路計画処理の流れを示すフローチャートである。
1-2-2. Process Flow Next, the process flow will be described.
FIG. 38 is a flowchart showing the flow of the first crew route planning process executed in the crew route planning device 10 by the CPU 100 reading and executing the first crew route planning program 501.

先ず、CPU100は、第1の行路案抽出処理において行路の篩い分けを行う際に用いる閾値θの設定等の初期設定を行う(ステップA1)。   First, the CPU 100 performs initial setting such as setting of a threshold value θ used when sieving a route in the first route plan extraction process (step A1).

次いで、CPU100は、列車ダイヤデータ505及び乗務員拠点データ507に基づいて、乗務行路ネットワークを生成する(ステップA3)。具体的には、CPU100は、列車ダイヤの全ての列車スジを乗務員が交代可能な駅で区切ることで単位乗務を取得する。そして、CPU100は、各単位乗務をノードとし、遷移可能な単位乗務同士のノード間をアークで結ぶことで乗務行路ネットワークを生成する。その後、CPU100は、生成した乗務行路ネットワークを、乗務行路ネットワークデータ601として記憶させる。   Next, the CPU 100 generates a crew route network based on the train diagram data 505 and the crew member base data 507 (step A3). Specifically, CPU100 acquires a unit crew by dividing all the train lines of a train diagram by the station where a crew member can change. Then, the CPU 100 uses each unit crew as a node, and generates a crew route network by connecting the nodes of transitionable unit crews with arcs. Thereafter, the CPU 100 stores the generated crew route network as crew route network data 601.

その後、CPU100は、乗務遷移条件データ509に基づいて、ステップA3で生成した乗務行路ネットワークに含まれる各アークの基礎コストを設定する(ステップA5)。具体的には、CPU100は、評価の低い単位乗務間の遷移を表すアークほど値が大きくなるように、基礎コストを設定する。そして、CPU100は、設定した基礎コストを、乗務行路ネットワークデータ601に記憶させる。   Thereafter, the CPU 100 sets the basic cost of each arc included in the crew route network generated in step A3 based on the crew transition condition data 509 (step A5). Specifically, the CPU 100 sets the basic cost so that the value of the arc representing the transition between unit crews with low evaluation becomes larger. Then, the CPU 100 stores the set basic cost in the crew route network data 601.

次いで、CPU100は、最小コスト完全マッチング算出プログラム502を読み出して実行することで、最小コスト完全マッチング算出処理を行う(ステップA7)。   Next, the CPU 100 reads and executes the minimum cost perfect matching calculation program 502, thereby performing a minimum cost perfect matching calculation process (step A7).

図39は、最小コスト完全マッチング算出処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、CPU100は、第1の乗務行路計画処理において生成した乗務行路ネットワーク及び設定した各アークの基礎コストに基づいて、遷移正規化図を生成する(ステップB1)。
FIG. 39 is a flowchart showing the flow of the minimum cost perfect matching calculation process.
First, the CPU 100 generates a transition normalization diagram based on the crew route network generated in the first crew route planning process and the basic cost of each set arc (step B1).

具体的には、CPU100は、遷移元ノードと、遷移先ノードと、ダミーノードとを配置し、乗務行路ネットワークと等価になるようにアークを結ぶことで、遷移正規化図を生成する。また、各ノードの距離ラベルを「∞」、ノードポテンシャルを「0」にそれぞれ初期化し、各アークの既約コストの初期値として、基礎コストを設定する。そして、CPU100は、生成した遷移正規化図を、遷移正規化図データ603として記憶させる。   Specifically, the CPU 100 generates a transition normalization diagram by arranging a transition source node, a transition destination node, and a dummy node, and connecting arcs so as to be equivalent to the crew route network. Further, the distance label of each node is initialized to “∞” and the node potential is initialized to “0”, and the basic cost is set as the initial value of the irreducible cost of each arc. Then, the CPU 100 stores the generated transition normalization diagram as transition normalization diagram data 603.

次いで、CPU100は、遷移正規化図の各遷移元ノードを出発ノードとして、最小の既約コストで到達可能な遷移先ノードを探索することで、最小コスト完全マッチングを算出する(ステップB3)。この最小コスト完全マッチングを算出する方法については、図3〜図29を用いて説明した通りである。   Next, the CPU 100 calculates a minimum cost perfect matching by searching for a transition destination node that can be reached with a minimum irreducible cost by using each transition source node in the transition normalization diagram as a starting node (step B3). The method of calculating the minimum cost perfect matching is as described with reference to FIGS.

その後、CPU100は、ステップB3において最小コスト完全マッチングが算出された遷移正規化図をネットワーク形式に書き換えることで、マッチング後ネットワークを生成する(ステップB5)。そして、CPU100は、生成したマッチング後ネットワークを、マッチング後ネットワークデータ605として記憶させる。   Thereafter, the CPU 100 generates a post-matching network by rewriting the transition normalization diagram in which the minimum cost perfect matching is calculated in step B3 into a network format (step B5). Then, the CPU 100 stores the generated post-matching network as post-matching network data 605.

次いで、CPU100は、算出した最小コスト完全マッチングに属する行路に、1継続乗務時間違反経路が含まれるか否かを判定する(ステップB7)。具体的には、CPU100は、列車ダイヤデータ505及び乗務行路ネットワークデータ601を参照して、最小コスト完全マッチングに属する行路の中から、遷移に要する時間が「0」であるアークを全て抽出し、抽出したアークを含まない経路を列挙する。そして、列挙した各経路それぞれの乗務時間を算出し、算出した乗務時間が予め定められた1継続乗務時間を超えているか否かを判定する。   Next, the CPU 100 determines whether or not the route that belongs to the calculated minimum cost perfect matching includes a one-continuous crew time violation route (step B7). Specifically, the CPU 100 refers to the train diagram data 505 and the crew route network data 601 and extracts all arcs whose transition time is “0” from routes belonging to the minimum cost perfect matching, List the paths that do not contain the extracted arcs. Then, the crew time of each enumerated route is calculated, and it is determined whether or not the calculated crew time exceeds a predetermined one-time crew time.

ステップB7において、1継続乗務時間違反経路が含まれると判定した場合は(ステップB7;Yes)、CPU100は、当該1継続乗務時間違反経路上のアークを1つ削除して(ステップB9)、ステップB3に戻る。   If it is determined in step B7 that the one-continuous crew time violation route is included (step B7; Yes), the CPU 100 deletes one arc on the one-continuous crew time violation route (step B9), and the step Return to B3.

一方、ステップB7において、1継続乗務時間違反経路が含まれないと判定した場合は(ステップB7;No)、CPU100は、最小コスト完全マッチング算出処理を終了する。   On the other hand, if it is determined in step B7 that the one-way crew time violation route is not included (step B7; No), the CPU 100 ends the minimum cost perfect matching calculation process.

図38の第1の乗務行路計画処理に戻って、最小コスト完全マッチング算出処理を終了すると、CPU100は、第1の行路案抽出プログラム503を読み出して実行することで、第1の行路案抽出処理を行う(ステップA9)。   Returning to the first crew route planning process of FIG. 38 and ending the minimum cost perfect matching calculation process, the CPU 100 reads and executes the first route plan extraction program 503 to thereby execute the first route plan extraction process. (Step A9).

図40は、第1の行路案抽出処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、CPU100は、最小コスト完全マッチング算出処理において生成したマッチング後ネットワークに含まれる行路を1つ選択する(ステップC1)。
FIG. 40 is a flowchart showing the flow of the first route plan extraction process.
First, the CPU 100 selects one path included in the post-matching network generated in the minimum cost perfect matching calculation process (step C1).

次いで、CPU100は、選択した行路に含まれるアークの既約コストの総和を算出することで合計既約コストを算出し、当該行路と共に第1の行路案データ607として記憶させる(ステップC3)。そして、CPU100は、当該行路に含まれるノードを特定することで、ノードの出現回数を更新する(ステップC5)。   Next, the CPU 100 calculates the total irreducible cost by calculating the total irreducible cost of the arcs included in the selected route, and stores it as the first route plan data 607 together with the route (step C3). And CPU100 updates the appearance frequency of a node by specifying the node contained in the said path (step C5).

その後、CPU100は、ノードの最小出現回数が閾値θを超えたか否かを判定し(ステップC7)、超えなかったと判定した場合は(ステップC7;No)、ステップC13へと処理を移行する。   Thereafter, the CPU 100 determines whether or not the minimum number of appearances of the node has exceeded the threshold value θ (step C7). If it is determined that the node has not exceeded the threshold θ (step C7; No), the process proceeds to step C13.

一方、ステップC7において、ノードの最小出現回数が閾値θを超えたと判定した場合は(ステップC7;Yes)、CPU100は、第1の行路案データ607に含まれる行路のうち、合計既約コストが最大の行路を1つ削除する(ステップC9)。そして、CPU100は、削除した行路に含まれるノードを特定することで、ノードの出現回数を更新する(ステップC11)。   On the other hand, when it is determined in step C7 that the minimum number of appearances of the node has exceeded the threshold θ (step C7; Yes), the CPU 100 determines that the total irreducible cost among the routes included in the first route plan data 607 is One maximum path is deleted (step C9). And CPU100 updates the appearance frequency of a node by specifying the node contained in the deleted course (step C11).

次いで、CPU100は、マッチング後ネットワークから他に選択できる行路が無くなったか否かを判定し(ステップC13)、まだ他に選択できる行路が有ると判定した場合は(ステップC13;No)、ステップC1へと戻る。   Next, the CPU 100 determines whether or not there is no other path that can be selected from the network after matching (step C13), and when it is determined that there is still another path that can be selected (step C13; No), the process proceeds to step C1. And return.

一方、ステップC13において、他に選択できる行路が無くなったと判定した場合は(ステップC13;Yes)、CPU100は、第1の行路案データ607を参照して、出現回数>閾値θの条件を満たすノードのみを含んだ行路が有るか否かを判定する(ステップC15)。   On the other hand, if it is determined in step C13 that there are no other routes that can be selected (step C13; Yes), the CPU 100 refers to the first route plan data 607 and refers to the node satisfying the condition of the number of appearances> threshold θ. It is determined whether or not there is a route including only (step C15).

ステップC15において、行路が有ると判定した場合は(ステップC15;Yes)、CPU100は、当該行路のうち、合計既約コストが最大の行路を1つ削除する(ステップC17)。そして、CPU100は、削除した行路に含まれるノードを特定することで、ノードの出現回数を更新して(ステップC19)、ステップC15へと戻る。   If it is determined in step C15 that there is a route (step C15; Yes), the CPU 100 deletes one of the routes having the maximum total irreducible cost (step C17). And CPU100 updates the appearance frequency of a node by specifying the node contained in the deleted course (step C19), and returns to step C15.

一方、ステップC15において、行路が無いと判定した場合は(ステップC15;No)、CPU100は、第1の行路案抽出処理を終了する。   On the other hand, if it is determined in step C15 that there is no route (step C15; No), the CPU 100 ends the first route plan extraction process.

図38の第1の乗務行路計画処理に戻って、第1の行路案抽出処理を終了すると、CPU100は、篩い分けにより残存した行路の中から集合分割解を探索し(ステップA11)、探索した集合分割解を乗務行路計画データ609に記憶させる。そして、CPU100は、探索した集合分割解を乗務行路計画として表示部300に表示させて(ステップA13)、第1の乗務行路計画処理を終了する。   Returning to the first crew route planning process of FIG. 38, when the first route plan extracting process is completed, the CPU 100 searches for a set division solution from the remaining routes by sieving (step A11). The set division solution is stored in the crew route plan data 609. Then, the CPU 100 displays the searched set division solution on the display unit 300 as a crew route plan (step A13), and ends the first crew route plan process.

1−3.作用効果
本実施形態によれば、単位乗務を表すノードの最小コスト完全マッチングが算出され、その過程で求められる既約コストに基づいて行路の篩い分けが行われる。そして、篩い分けにより残存した行路の中から集合分割解が探索されて、乗務行路計画とされる。
1-3. Effects According to the present embodiment, the minimum cost perfect matching of the node representing the unit crew is calculated, and the routes are screened based on the irreducible cost obtained in the process. Then, a set division solution is searched from the remaining routes by sieving, and a crew route plan is obtained.

既約コストは、個々のノード間の接続で見た場合の各アークの評価値(言わば、局所的な評価値)ではなく、乗務行路ネットワーク全体で見た場合の各アークの評価値(言わば、大域的な評価値)であるため、既約コストに基づいた行路の篩い分けにより、乗務行路計画における必要性の高い行路のみが残存するようになる。   The irreducible cost is not the evaluation value of each arc when viewed from the connection between individual nodes (ie, the local evaluation value), but the evaluation value of each arc when viewed from the entire crew route network (in other words, Since this is a global evaluation value), only the routes with high necessity in the crew route plan remain by screening the routes based on the irreducible costs.

また、各ノードの出現回数が必ず所定の閾値以上となるように行路の篩い分けが行われるため、特定のノードを含む行路案の数だけが極端に少なくなるといった事態の発生が防止され、乗務行路計画として成立し得る行路案の組み合わせが存在し易くなる。   In addition, since the screening of routes is performed so that the number of appearances of each node always exceeds a predetermined threshold, it is possible to prevent the occurrence of a situation where only the number of route plans including a specific node is extremely small, and A combination of route plans that can be established as a route plan is likely to exist.

2.第2実施形態
2−1.原理
次に、第2実施形態における乗務行路計画の原理について説明する。
図41は、第2の乗務行路計画の流れを示すフローチャートである。
第2の乗務行路計画は、乗務行路ネットワーク生成(ステップT1)と、各アークの基礎コスト設定(ステップT3)と、最小コスト完全マッチング算出処理(ステップT5)と、クリーク抽出処理(ステップT7)と、閾値処理(ステップT9)と、第2の行路案抽出処理(ステップT11)と、集合分割解探索(ステップT13)との7つのステップにより実現される。
2. Second Embodiment 2-1. Principle Next, the principle of crew route planning in the second embodiment will be described.
FIG. 41 is a flowchart showing the flow of the second crew route plan.
The second crew route plan includes crew route network generation (step T1), basic cost setting for each arc (step T3), minimum cost perfect matching calculation processing (step T5), clique extraction processing (step T7), The threshold processing (step T9), the second route plan extraction processing (step T11), and the set division solution search (step T13) are realized by seven steps.

尚、乗務行路ネットワーク生成(ステップT1)、各アークの基礎コスト設定(ステップT3)、最小コスト完全マッチング算出処理(ステップT5)及び集合分割解探索(ステップT13)については、1−1.原理で説明した第1の乗務行路計画における処理と同一であるため、説明を省略する。   For the crew route network generation (step T1), the basic cost setting for each arc (step T3), the minimum cost perfect matching calculation process (step T5), and the set division solution search (step T13), refer to 1-1. Since it is the same as the process in the 1st crew route plan demonstrated in the principle, description is abbreviate | omitted.

2−1−1.クリーク抽出処理
先ず、クリーク抽出処理について説明する。
ステップT5において最小コスト完全マッチング算出処理を行ったら、マッチング後ネットワークの中から、同一の行路に含まれ得ないノードの集合を「クリーク」として抽出する。
2-1-1. Clique extraction process First, the clique extraction process will be described.
When the minimum cost perfect matching calculation process is performed in step T5, a set of nodes that cannot be included in the same route is extracted as “clique” from the network after matching.

具体的には、最もノード(単位乗務)が密集していると考えられる時間帯(例えば、ラッシュ時間帯)の一の時刻を選択し、選択した時刻にかかる全てのノード(選択した時刻に乗務している単位乗務)を抽出して、その集合をクリークとする。しかし、これではクリークが不十分であるため、クリークに属するノードの何れからも到達できず、また何れのノードへも到達できないノードが存在するか否かを判定し、存在する場合は、当該ノードをクリークに含める処理を行う。   Specifically, select one time of the time zone (for example, rush time zone) in which the nodes (unit crew) are considered to be the most dense, and all the nodes related to the selected time (crew at the selected time) The unit crew) is extracted and the set is set as a clique. However, since the clique is insufficient, it is determined whether or not there is a node that cannot be reached from any of the nodes belonging to the clique and cannot reach any of the nodes. Is included in the clique.

図42は、図30のマッチング後ネットワークから、クリークとなるノードを抽出した結果を示す図である。ここでは、同一の行路に含まれ得ないノードとして、ノード「e」及び「f」がクリークとして抽出されている。尚、ノード「a」及び「b」も同一の行路に含まれ得ないため、ノード「a」及び「b」をクリークとして抽出することにしても良い。   FIG. 42 is a diagram illustrating a result of extracting a clique node from the network after matching in FIG. Here, nodes “e” and “f” are extracted as cliques as nodes that cannot be included in the same route. Since nodes “a” and “b” cannot be included in the same route, nodes “a” and “b” may be extracted as cliques.

2−1−2.閾値処理
次に、閾値処理について説明する。
閾値処理では、クリーク抽出処理により抽出されたクリークに属するノードを含まない行路と、クリークに属するノードを含む行路とのそれぞれについて相対コストと呼ばれる評価値を算出する。
2-1-2. Threshold processing Next, threshold processing will be described.
In the threshold process, an evaluation value called a relative cost is calculated for each of a path not including a node belonging to the clique extracted by the clique extraction process and a path including a node belonging to the clique.

具体的には、先ずクリークに属するノードを含まない行路の中から合計既約コストを最小にする行路を特定し、特定した行路の合計既約コストを最小合計既約コストRC0とする。そして、クリークに属するノードを含まない各行路について、当該行路の合計既約コストと、最小合計既約コストRC0との差を算出し、算出した値を相対コストとする。そして、算出した相対コストが予め定められた閾値αを超えている場合は、当該行路の閾値超過フラグをONに、超えていない場合にはOFFに設定する。 Specifically, first, a route that minimizes the total irreducible cost is identified from among routes that do not include nodes belonging to the clique, and the total irreducible cost of the identified route is set as the minimum total irreducible cost RC 0 . Then, for each route that does not include a node belonging to the clique, a difference between the total irreducible cost of the route and the minimum total irreducible cost RC 0 is calculated, and the calculated value is set as a relative cost. If the calculated relative cost exceeds a predetermined threshold α, the threshold excess flag for the route is set to ON, and if not exceeded, OFF.

また、クリークに属する各ノードについて、以下の処理を行う。即ち、当該ノード「n」を含む行路の中から合計既約コストを最小にする行路を特定し、特定した行路の合計既約コストを最小合計既約コストRCnとする。そして、当該ノード「n」を含む各行路について、当該行路の合計既約コストと、最小合計既約コストRCnとの差を算出し、算出した値を相対コストとする。そして、算出した相対コストが予め定められた閾値αを超えている場合は、当該行路の閾値超過フラグをONに、超えていない場合にはOFFに設定する。 Further, the following processing is performed for each node belonging to the clique. That is, the route that minimizes the total irreducible cost is identified from the routes including the node “n”, and the total irreducible cost of the identified route is set as the minimum total irreducible cost RC n . Then, for each path including the node "n" to calculate the total irreducible cost of the path, the difference between the minimum total irreducible cost RC n, the calculated values and relative cost. If the calculated relative cost exceeds a predetermined threshold α, the threshold excess flag for the route is set to ON, and if not exceeded, OFF.

この閾値処理を、図42に示したノード「e」及び「f」がクリークとして抽出されたマッチング後ネットワークについて行った場合について、以下説明する。但し、ここでは、閾値αを「4」として閾値処理を行った場合について説明する。   The case where this threshold processing is performed on the post-matching network in which the nodes “e” and “f” illustrated in FIG. 42 are extracted as cliques will be described below. However, here, a case where threshold processing is performed with the threshold α set to “4” will be described.

先ず、クリークに属するノード「e」及び「f」を含まないマッチング後ネットワークを、図43に示す。
図43のマッチング後ネットワークにおいて、合計既約コストを最小にする行路は行路「XacdY」又は「XbcdY」であり、その合計既約コストは「9」であることから、最小合計既約コストRC0は「9」となる。
First, FIG. 43 shows a post-matching network that does not include nodes “e” and “f” belonging to a clique.
In after matching network of FIG. 43, the path to minimize the total irreducible cost is path "XacdY" or "XbcdY", the sum irreducible cost because it is "9", the minimum total irreducible cost RC 0 Becomes “9”.

この時、図43のマッチング後ネットワークに含まれる各行路について相対コストを算出すると、行路「XacdY」及び「XbcdY」については「9−9=0」であり、行路「XcdY」については「10−9=1」である。そして、何れの行路も相対コストが閾値「α=4」よりも小さいため、各行路の閾値超過フラグはOFFとなる。この場合の行路6231と、合計既約コスト6233と、相対コスト6235と、閾値超過フラグ6237との関係を示すデータである閾値処理用データ623を、図44に示す。   At this time, when the relative cost is calculated for each route included in the network after matching in FIG. 43, “9-9 = 0” for the routes “XacdY” and “XbcdY” and “10−” for the route “XcdY”. 9 = 1 ”. Further, since the relative cost of each route is smaller than the threshold value “α = 4”, the threshold value excess flag for each route is turned OFF. FIG. 44 shows threshold processing data 623 which is data indicating the relationship between the route 6231, the total irreducible cost 6233, the relative cost 6235, and the threshold excess flag 6237 in this case.

次に、クリークに属するノード「e」を含むマッチング後ネットワークを、図45に示す。
図45のマッチング後ネットワークにおいて、合計既約コストを最小にする行路は行路「XbedY」であり、その合計既約コストは「0」であることから、最小合計既約コストRCeは「0」となる。
Next, FIG. 45 shows a post-matching network including the node “e” belonging to the clique.
In after matching network of FIG. 45, the path to minimize the total irreducible cost is path "XbedY", the sum irreducible cost because it is "0", the minimum total irreducible cost RC e is "0" It becomes.

この時、図45のマッチング後ネットワークに含まれる各行路について相対コストを算出すると、行路「XacedY」及び「XbcedY」については「4−0=4」であり、行路「XaceY」、「XcedY」及び「XbceY」については「5−0=5」である。また、行路「XceY」については「6−0=6」であり、行路「XbedY」については「0−0=0」であり、行路「XbeY」については「1−0=1」である。そして、行路「XaceY」、「XcedY」、「XceY」及び「XbceY」については、相対コストが閾値「α=4」を超えたため、閾値超過フラグがONに設定される。この場合の閾値処理用データ623を、図46に示す。   At this time, when the relative cost is calculated for each route included in the network after matching in FIG. 45, the routes “XacedY” and “XbcedY” are “4-0 = 4”, and the routes “XaceY”, “XcedY” and “XbceY” is “5-0 = 5”. The route “XceY” is “6-0 = 6”, the route “XbedY” is “0-0 = 0”, and the route “XbeY” is “1-0 = 1”. For the routes “XaceY”, “XceY”, “XceY”, and “XbceY”, the relative cost exceeds the threshold value “α = 4”, and therefore the threshold value excess flag is set to ON. FIG. 46 shows threshold processing data 623 in this case.

同様に、クリークに属するノード「f」を含むマッチング後ネットワークを、図47に示す。
図47のマッチング後ネットワークにおいて、合計既約コストを最小にする行路は行路「XacfY」、「XacfdY」、「XbcfY」又は「XbcfdY」であり、その合計既約コストは「0」であることから、最小合計既約コストRCfは「0」となる。
Similarly, FIG. 47 shows a post-matching network including the node “f” belonging to the clique.
In the network after matching in FIG. 47, the route that minimizes the total irreducible cost is the route “XacfY”, “XacfdY”, “XbcfY”, or “XbcfdY”, and the total irreducible cost is “0”. The minimum total irreducible cost RC f is “0”.

この時、図47のマッチング後ネットワークに含まれる各行路について相対コストを算出すると、行路「XafY」及び「XafdY」については「24−0=24」であり、行路「XacfY」、「XacfdY」、「XbcfY」及び「XbcfdY」については「0−0=0」である。また、行路「XcfY」及び「XcfdY」については「1−0=1」である。そして、行路「XafY」、及び「XafdY」については、相対コストが閾値「α=4」を超えたため、閾値超過フラグがONに設定される。この場合の閾値処理用データ623を、図48に示す。   At this time, when the relative cost is calculated for each route included in the network after matching in FIG. 47, the routes “XafY” and “XafdY” are “24-0 = 24”, and the routes “XacfY”, “XacfdY”, “XbcfY” and “XbcfdY” are “0-0 = 0”. Further, the routes “XcfY” and “XcfdY” are “1-0 = 1”. For the routes “XafY” and “XafdY”, since the relative cost exceeds the threshold “α = 4”, the threshold excess flag is set to ON. The threshold processing data 623 in this case is shown in FIG.

2−1−3.第2の行路案抽出処理
第2の行路案抽出処理は、1−1−4.第1の行路案抽出処理で説明した処理とほぼ同様であるが、閾値処理により閾値設定フラグがONに設定された行路については篩い分けの対象とせず、また、合計既約コストではなく、閾値処理において算出された相対コストの大きさに基づいて行路の削除を行う点が、第1の行路案抽出処理とは異なる。
2-1-3. Second route plan extraction processing The second route plan extraction processing is 1-1-4. Although it is almost the same as the process described in the first route plan extraction process, the route for which the threshold setting flag is set to ON by the threshold process is not subject to sieving, and is not the total irreducible cost, The route is deleted based on the relative cost calculated in the processing, which is different from the first route plan extraction processing.

この第2の行路案抽出処理により、図30に示したマッチング後ネットワークに含まれる行路の篩い分けを行った結果を、図49に示す。但し、ここでは、閾値θを「3」として行路の篩い分けを行った場合について説明する。   FIG. 49 shows the result of screening the routes included in the post-matching network shown in FIG. 30 by the second route plan extraction process. However, here, the case where the threshold θ is “3” and the route is screened will be described.

図49は、第2の行路案抽出処理において行路の篩い分けを行うためのデータである第2の行路案データ625を示す図である。第2の行路案データ625には、行路6251と、相対コスト6253と、ノード6255とが対応付けて記憶されており、ノード6255を構成する各ノードについて出現回数6257が記憶されている。ここでは、行路の篩い分けの結果、相対コストが比較的小さい7つの行路が残存した状態が示されている。   FIG. 49 is a diagram showing second route plan data 625 that is data for screening routes in the second route plan extraction process. In the second route plan data 625, a route 6251, a relative cost 6253, and a node 6255 are stored in association with each other, and the appearance count 6257 is stored for each node constituting the node 6255. Here, a state in which seven routes having a relatively small relative cost remain as a result of screening the routes is shown.

第2の行路案抽出処理が終了したら、1−1−5.最適解探索と同様に、篩い分けにより残存した行路の中から集合分割解を探索し、探索した集合分割解を乗務行路計画とする。乗務行路計画の最適解となるのは、アークに設定された基礎コストの総和が最小となるような行路の組み合わせである。   When the second route plan extraction process ends, 1-1-5. Similar to the optimal solution search, a set division solution is searched from the routes remaining by sieving, and the searched set division solution is set as a crew route plan. The optimum solution for the crew route plan is a combination of routes that minimizes the sum of the basic costs set for the arc.

図50は、図49の第2の行路案データ625に含まれる行路の中から集合分割解を探索することで得られた乗務行路計画データ609を示す図である。
図49の第2行路案データ625に含まれる7つの行路の中から集合分割解を探索すると、「XbedY+XacfY」と、「XacfdY+XbeY」とが探索され、この2つが乗務行路計画となる。また、乗務行路計画「XbedY+XacfY」を構成する行路に含まれるアークの基礎コストの総和は「21+12=33」であり、乗務行路計画「XacfdY+XbeY」を構成する行路に含まれるアークの基礎コストの総和は「9+25=34」であることから、値の小さい乗務行路計画「XbedY+XacfY」が最適解であり、乗務行路計画「XacfdY+XbeY」は準最適解となる。
FIG. 50 is a diagram illustrating crew route plan data 609 obtained by searching for a set division solution from routes included in the second route plan data 625 of FIG. 49.
When the set division solution is searched from among the seven routes included in the second route plan data 625 of FIG. 49, “XbedY + XacfY” and “XacfdY + XbeY” are searched, and these two become the crew route plan. Further, the sum of the basic costs of the arcs included in the route constituting the crew route plan “XbedY + XacfY” is “21 + 12 = 33”, and the sum of the basic costs of the arcs included in the route constituting the crew route plan “XacfdY + XbeY” is Since “9 + 25 = 34”, the crew route plan “XbedY + XacfY” having a small value is an optimal solution, and the crew route plan “XacfdY + XbeY” is a suboptimal solution.

第2の行路案抽出処理において、相対コストに基づいて行路の篩い分けを行うのは、クリークに属するノードを含んだ行路が集中的に削除されることを防止するためである。例えば、クリークに属する一のノードを含む行路が、合計既約コストの大きい行路ばかりであったとする。これは、当該ノードと、当該ノードに隣接するノードとを結ぶアークの既約コストが極端に大きい場合等に起こり得る現象である。   In the second route plan extraction process, the routes are screened based on the relative cost in order to prevent the routes including the nodes belonging to the clique from being deleted intensively. For example, it is assumed that a route including one node belonging to a clique is only a route having a large total irreducible cost. This is a phenomenon that may occur when the irreducible cost of an arc connecting the node and a node adjacent to the node is extremely large.

この場合、合計既約コストに基づいて行路の篩い分けを行うと、合計既約コストの大きい行路から順に削除していくため、当該ノードを含む行路が集中的に削除されることになる。クリークに属するノードは互いに同一の行路に含まれ得ないため、当該ノードを含む行路が集中的に削除されると、どうしてもノードに偏りが生じてしまう。これは、集合分割解を探索する上での障害となる。   In this case, when the routes are screened based on the total irreducible cost, the routes including the node are deleted intensively because the routes are deleted in order from the route with the largest total irreducible cost. Since nodes belonging to the clique cannot be included in the same route, if the routes including the node are deleted intensively, the nodes are inevitably biased. This is an obstacle to search for a set partitioning solution.

しかし、相対コストは、全ての行路から見た各行路の絶対的な評価値ではなく、クリークに属するノード別に見た各行路の相対的な評価値であるため、相対コストに基づいた行路の篩い分けが行われると、当該ノードを含む行路が集中的に削除されることがない。   However, the relative cost is not an absolute evaluation value of each route seen from all routes, but a relative evaluation value of each route seen by each node belonging to the clique. When the division is performed, the route including the node is not intensively deleted.

また、相対コストが所定の閾値を超えていない行路についてのみ篩い分けを行うことにしているため、全ての行路について篩い分けを行う場合と比べて、処理時間が短時間で済むことになる。   In addition, since the sieving is performed only for the route whose relative cost does not exceed the predetermined threshold value, the processing time is shorter as compared with the case where the sieving is performed for all the routes.

2−2.実施例
次に、図51〜図56を参照して、2−1.原理で説明した乗務行路計画を行う装置である乗務行路計画装置20について説明する。
2-2. Example Next, referring to FIGS. 51 to 56, 2-1. The crew route planning device 20 that is a device that performs the crew route planning described in the principle will be described.

2−2−1.構成
先ず、構成について説明する。
乗務行路計画装置20の構成は、1−2.実施例で説明した乗務行路計画装置10の構成とほぼ同一であるが、ROM及びRAMの構成が乗務行路計画装置10とは異なる。そこで、ROM及びRAM以外の構成については説明を省略し、各機能部を、CPU120、入力部220、表示部320、通信部420、ROM520、RAM620及びバス720でそれぞれ表すことにする。また、乗務行路計画装置10と同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。
2-2-1. Configuration First, the configuration will be described.
The configuration of the crew route planning device 20 is 1-2. Although it is almost the same as the configuration of the crew route planning apparatus 10 described in the embodiment, the configuration of the ROM and the RAM is different from that of the crew route planning apparatus 10. Therefore, the description of the configuration other than the ROM and RAM will be omitted, and the functional units will be represented by the CPU 120, the input unit 220, the display unit 320, the communication unit 420, the ROM 520, the RAM 620, and the bus 720, respectively. Moreover, the same code | symbol is attached | subjected about the component same as the crew route planning apparatus 10, and the description is abbreviate | omitted.

図51は、乗務行路計画装置20が備えるROM520の構成を示す図である。
ROM520は、CPU120により読み出され、第2の乗務行路計画処理(図53参照)として実行される第2の乗務行路計画プログラム521と、列車ダイヤデータ505と、乗務員拠点データ507と、乗務遷移条件データ509とを備えている。また、第2の乗務行路計画プログラム521は、最小コスト完全マッチング算出処理(図39参照)として実行される最小コスト完全マッチング算出プログラム502と、クリーク抽出処理(図54参照)として実行されるクリーク抽出プログラム522と、閾値処理(図55参照)として実行される閾値処理プログラム523と、第2の行路案抽出処理(図56参照)として実行される第2の行路案抽出プログラム524とをサブルーチンとして備えている。
FIG. 51 is a diagram illustrating a configuration of the ROM 520 included in the crew route planning device 20.
The ROM 520 is read by the CPU 120 and executed as the second crew route planning process (see FIG. 53), the second crew route plan program 521, the train diagram data 505, the crew member base data 507, and the crew transition conditions. Data 509. The second crew route planning program 521 includes a minimum cost perfect matching calculation program 502 executed as a minimum cost perfect matching calculation process (see FIG. 39) and a clique extraction executed as a clique extraction process (see FIG. 54). The program 522, a threshold processing program 523 executed as threshold processing (see FIG. 55), and a second route proposal extraction program 524 executed as second route proposal extraction processing (see FIG. 56) are provided as subroutines. ing.

第2の乗務行路計画処理とは、CPU120が、列車ダイヤデータ505及び乗務員拠点データ507に基づいて生成した乗務行路ネットワークに対する最小コスト完全マッチングを、最小コスト完全マッチング算出処理により算出し、クリーク抽出処理により抽出したクリークに基づいた閾値処理を行う処理である。そして、CPU120は、第2の行路案抽出処理により行路の篩い分けを行い、残存した行路の中から集合分割解を探索し、探索した集合分割解を乗務行路計画として表示部320に表示させる。この第2の乗務行路計画処理については、詳細に後述する。   The second crew route planning process is a clique extraction process in which the CPU 120 calculates the minimum cost perfect matching for the crew route network generated based on the train diagram data 505 and the crew member data 507 by the minimum cost perfect matching calculation process. This is a process for performing threshold processing based on the clique extracted by. Then, the CPU 120 screens the route by the second route plan extraction process, searches for a set division solution from the remaining routes, and causes the display unit 320 to display the searched set division solution as a crew route plan. The second crew route planning process will be described later in detail.

クリーク抽出処理とは、CPU120が、マッチング後ネットワークから、最もノードが密集していると考えられる時刻にかかる全てのノードを抽出することで、クリークを抽出する処理である。このクリーク抽出処理は、その原理について上述したが、フローチャートを用いて再度詳細に後述する。   The clique extraction process is a process in which the CPU 120 extracts a clique by extracting all nodes at the time when the nodes are considered to be the most dense from the post-matching network. This clique extraction process has been described above in detail, but will be described later again in detail using a flowchart.

閾値処理とは、CPU120が、クリークに属するノードを含まない行路と、クリークに属する各ノードを含む行路とのそれぞれについて、相対コストに基づいた閾値判定を行い、相対コストが閾値αを超えた行路については閾値超過フラグをONに設定し、超えていない行路についてはOFFに設定する処理である。この閾値処理は、その原理について上述したが、フローチャートを用いて再度詳細に後述する。   The threshold processing is a process in which the CPU 120 performs threshold determination based on the relative cost for each of a path not including a node belonging to the clique and a path including each node belonging to the clique, and the relative cost exceeds the threshold α. Is a process in which the threshold excess flag is set to ON, and a path that has not exceeded is set to OFF. This threshold processing has been described above in detail with reference to a flowchart.

第2の行路案抽出処理とは、CPU120が、マッチング後ネットワークに含まれる行路を選択しながら、相対コストに基づいた行路の削除を行うことで、行路の篩い分けを行う処理である。この第2の行路案抽出処理は、その原理について上述したが、フローチャートを用いて再度詳細に後述する。   The second route plan extraction process is a process in which the CPU 120 sifts the route by deleting the route based on the relative cost while selecting the route included in the post-matching network. The principle of the second route plan extraction process has been described above, but will be described later again in detail using a flowchart.

図52は、乗務行路計画装置20が備えるRAM620の構成を示す図である。
RAM620は、乗務行路ネットワークデータ601と、遷移正規化図データ603と、マッチング後ネットワークデータ605と、クリークデータ621と、閾値処理用データ623と、第2の行路案データ625と、乗務行路計画データ609とを備えている。
FIG. 52 is a diagram illustrating a configuration of the RAM 620 included in the crew route planning device 20.
The RAM 620 includes crew route network data 601, transition normalization diagram data 603, post-matching network data 605, clique data 621, threshold processing data 623, second route plan data 625, and crew route plan data. 609.

クリークデータ621は、クリークについてのデータであり、クリーク抽出処理おいて、CPU120によりマッチング後ネットワークからクリークとして抽出されたノードが記憶される。   The clique data 621 is data regarding cliques, and stores nodes extracted as cliques from the network after matching by the CPU 120 in the clique extraction process.

閾値処理用データ623は、行路6231と、合計既約コスト6233と、相対コスト6235と、閾値超過フラグ6237とが対応付けて記憶されたデータであり、そのデータ構成例は、図44、図46及び図48に示した通りである、この閾値処理用データ623は、閾値処理において、CPU120により生成される。   The threshold processing data 623 is data in which a route 6231, a total irreducible cost 6233, a relative cost 6235, and a threshold excess flag 6237 are stored in association with each other. The threshold processing data 623, as shown in FIG. 48, is generated by the CPU 120 in the threshold processing.

第2の行路案データ625は、行路6251と、相対コスト6253と、ノード6255とが対応付けて記憶され、各ノードの出現回数6257が記憶されたデータであり、そのデータ構成例は、図49に示した通りである。この第2の行路案データ625は、第2の行路案抽出処理において、CPU120により生成される。   The second route plan data 625 is data in which the route 6251, the relative cost 6253, and the node 6255 are stored in association with each other, and the number of appearances 6257 of each node is stored. It is as shown in. The second route plan data 625 is generated by the CPU 120 in the second route plan extraction process.

2−2−2.処理の流れ
次に、処理の流れについて説明する。
図53は、CPU120により第2の乗務行路計画プログラム521が読み出されて実行されることにより乗務行路計画装置20において実行される第2の乗務行路計画処理の流れを示すフローチャートである。
2-2-2. Process Flow Next, the process flow will be described.
FIG. 53 is a flowchart showing the flow of the second crew route planning process executed in the crew route planning device 20 by the CPU 120 reading out and executing the second crew route planning program 521.

先ず、CPU120は、初期設定を行う(ステップD1)。具体的には、CPU120は、閾値処理において行路の閾値判定を行う際に用いる閾値αや、第2の行路案抽出処理において行路の篩い分けを行う際に用いる閾値θの設定等を行う。   First, the CPU 120 performs initial setting (step D1). Specifically, the CPU 120 sets a threshold value α used when determining a threshold value of a path in threshold processing, a threshold value θ used when screening a path in the second path plan extraction process, and the like.

次いで、CPU120は、列車ダイヤデータ505及び乗務員拠点データ507に基づいて、乗務行路ネットワークを生成する(ステップD3)。具体的には、CPU120は、列車ダイヤの全ての列車スジを乗務員が交代可能な駅で区切ることで単位乗務を取得する。そして、CPU120は、各単位乗務をノードとし、遷移可能な単位乗務同士のノード間をアークで結ぶことで乗務行路ネットワークを生成する。その後、CPU120は、生成した乗務行路ネットワークを、乗務行路ネットワークデータ601として記憶させる。   Next, the CPU 120 generates a crew route network based on the train schedule data 505 and the crew member base data 507 (step D3). Specifically, CPU120 acquires a unit crew by dividing all the train lines of a train diagram by the station where a crew member can change. And CPU120 makes each unit crew a node, and produces | generates a crew course network by connecting between the nodes of the unit crews which can be changed by arc. Thereafter, the CPU 120 stores the generated crew route network as the crew route network data 601.

その後、CPU120は、乗務遷移条件データ509に基づいて、ステップD3で生成した乗務行路ネットワークに含まれる各アークの基礎コストを設定する(ステップD5)。具体的には、CPU120は、評価の低い単位乗務間の遷移を表すアークほど値が大きくなるように、基礎コストを設定する。そして、CPU120は、設定した基礎コストを、乗務行路ネットワークデータ601に記憶させる。   Thereafter, the CPU 120 sets the basic cost of each arc included in the crew route network generated in step D3 based on the crew transition condition data 509 (step D5). Specifically, the CPU 120 sets the basic cost so that the value of the arc indicating the transition between unit crews with low evaluation increases. Then, the CPU 120 stores the set basic cost in the crew route network data 601.

次いで、CPU120は、最小コスト完全マッチング算出プログラム502を読み出して実行することで、最小コスト完全マッチング算出処理を行う(ステップD7)。その後、CPU120は、クリーク抽出プログラム522を読み出して実行することで、クリーク抽出処理を行う(ステップD9)。   Next, the CPU 120 reads and executes the minimum cost perfect matching calculation program 502 to perform a minimum cost perfect matching calculation process (step D7). Thereafter, the CPU 120 reads out and executes the clique extraction program 522 to perform clique extraction processing (step D9).

図54は、クリーク抽出処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、CPU120は、列車ダイヤデータ505及びマッチング後ネットワークデータ605を参照して、最もノードが密集していると考えられる一の時刻を選択する(ステップE1)。
FIG. 54 is a flowchart showing the flow of clique extraction processing.
First, the CPU 120 refers to the train diagram data 505 and the post-matching network data 605, and selects one time at which nodes are considered to be most dense (step E1).

そして、CPU120は、選択した時刻にかかる全てのノードを抽出して、その集合をクリークとし(ステップE3)、クリークとして抽出したノードをクリークデータ621として記憶させる。   Then, the CPU 120 extracts all the nodes at the selected time, sets the set as a clique (step E3), and stores the nodes extracted as the clique as clique data 621.

次いで、CPU120は、クリークに属する何れのノードからも到達できず、また何れのノードへも到達できないノードが存在するか否かを判定し(ステップE5)、存在すると判定した場合は(ステップE5;Yes)、当該ノードをクリークに含めて(ステップE7)、ステップE5に戻る。一方、ステップE5において、ノードが存在しないと判定した場合は(ステップE5;No)、CPU120は、クリーク抽出処理を終了する。   Next, the CPU 120 determines whether or not there is a node that cannot be reached from any node belonging to the clique and cannot reach any node (step E5). If it is determined that there is a node (step E5; Yes), the node is included in the clique (step E7), and the process returns to step E5. On the other hand, when it is determined in step E5 that there is no node (step E5; No), the CPU 120 ends the clique extraction process.

図53の第2の乗務行路計画処理に戻って、クリーク抽出処理を終了すると、CPU120は、閾値処理プログラム523を読み出して実行することで、閾値処理を行う(ステップD11)。   Returning to the second crew route planning process in FIG. 53, when the clique extraction process is completed, the CPU 120 reads out and executes the threshold process program 523 to perform the threshold process (step D11).

図55は、閾値処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、CPU120は、マッチング後ネットワークデータ605及びクリークデータ621を参照し、クリークに属するノードを含まない行路の最小合計既約コストRC0を算出する(ステップF1)。
FIG. 55 is a flowchart showing the flow of threshold processing.
First, the CPU 120 refers to the post-matching network data 605 and the clique data 621, and calculates the minimum total irreducible cost RC 0 of the path not including the node belonging to the clique (step F1).

そして、CPU120は、クリークに属するノードを含まない各行路について、ループAの処理を繰り返し実行する。
ループAでは、CPU120は、当該行路の相対コストを算出する(ステップF3)。具体的には、CPU120は、当該行路の合計既約コストを算出し、合計既約コストと、ステップF1で算出した最小合計既約コストRC0との差を算出して、相対コストとする。
Then, the CPU 120 repeatedly executes the process of the loop A for each path not including the node belonging to the clique.
In loop A, the CPU 120 calculates the relative cost of the route (step F3). Specifically, the CPU 120 calculates the total irreducible cost of the route, calculates the difference between the total irreducible cost and the minimum total irreducible cost RC 0 calculated in step F1, and sets it as the relative cost.

次いで、CPU120は、ステップF3で算出した相対コストが閾値αを超えているか否かを判定し(ステップF5)、超えていると判定した場合は(ステップF5;Yes)、当該行路の閾値超過フラグをONに設定して(ステップF7)、次の行路へと処理を移行する。   Next, the CPU 120 determines whether or not the relative cost calculated in step F3 exceeds the threshold value α (step F5). If it is determined that the relative cost exceeds (step F5; Yes), the threshold value excess flag of the route is determined. Is set to ON (step F7), and the process proceeds to the next route.

一方、ステップF5において、相対コストが閾値αを超えていないと判定した場合は(ステップF5;No)、CPU120は、当該行路の閾値超過フラグをOFFに設定して(ステップF8)、次の行路へと処理を移行する。そして、CPU120は、クリークに属するノードを含まない全ての行路について処理を行った後、ループAの処理を終了する。   On the other hand, when it is determined in step F5 that the relative cost does not exceed the threshold value α (step F5; No), the CPU 120 sets the threshold value excess flag of the relevant route to OFF (step F8), and the next route. The process is transferred to. Then, the CPU 120 completes the process of the loop A after performing the process for all the paths not including the nodes belonging to the clique.

次いで、CPU120は、クリークに属する各ノードについて、ループBの処理を繰り返し実行する。
ループBでは、CPU120は、マッチング後ネットワークデータ605及びクリークデータ621を参照し、当該ノードを含む行路の最小合計既約コストRCnを算出する(ステップF9)。
Next, the CPU 120 repeatedly executes the process of loop B for each node belonging to the clique.
In the loop B, the CPU 120 refers to the post-matching network data 605 and the clique data 621, and calculates the minimum total irreducible cost RC n of the route including the node (step F9).

そして、CPU120は、当該ノードを含む各行路について、ループCの処理を繰り返し実行する。
ループCでは、CPU120は、当該行路の相対コストを算出する(ステップF11)。具体的には、CPU120は、当該行路の合計既約コストを算出し、合計既約コストと、ステップF9で算出した最小合計既約コストRCnとの差を算出して、相対コストとする。
Then, the CPU 120 repeatedly executes the process of the loop C for each path including the node.
In loop C, the CPU 120 calculates the relative cost of the route (step F11). Specifically, CPU 120 calculates the total irreducible cost of the path, the sum already about costs, by calculating the difference between the minimum total irreducible cost RC n calculated in step F9, the relative cost.

次いで、CPU120は、ステップF11で算出した相対コストが閾値αを超えているか否かを判定し(ステップF13)、超えていると判定した場合は(ステップF13;Yes)、当該行路の閾値超過フラグをONに設定して(ステップF15)、次の行路へと処理を移行する。   Next, the CPU 120 determines whether or not the relative cost calculated in step F11 exceeds the threshold value α (step F13). If it is determined that the relative cost exceeds (step F13; Yes), the threshold value excess flag for the route is determined. Is set to ON (step F15), and the process proceeds to the next route.

一方、ステップF13において、相対コストが閾値αを超えていないと判定した場合は(ステップF13;No)、CPU120は、当該行路の閾値超過フラグをOFFに設定して(ステップF16)、次の行路へと処理を移行する。そして、CPU120は、当該ノードを含む全ての行路について処理を行った後、ループCの処理を終了する。また、CPU120は、クリークに属する全てのノードについて処理を行った後、ループBの処理を終了して、閾値処理を終了する。   On the other hand, if it is determined in step F13 that the relative cost does not exceed the threshold value α (step F13; No), the CPU 120 sets the threshold value excess flag for the relevant route to OFF (step F16), and the next route. The process is transferred to. Then, the CPU 120 completes the process of the loop C after performing the process for all the routes including the node. Further, the CPU 120 performs the process for all the nodes belonging to the clique, ends the process of the loop B, and ends the threshold process.

図53の第2の乗務行路計画処理に戻って、閾値処理を終了すると、CPU120は、第2の行路案抽出プログラム524を読み出して実行することで、第2の行路案抽出処理を行う(ステップD13)。   Returning to the second crew route planning process of FIG. 53, when the threshold value processing is finished, the CPU 120 reads out and executes the second route plan extraction program 524, thereby performing the second route plan extraction process (step). D13).

図56は、第2の行路案抽出処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、CPU120は、最小コスト完全マッチング算出処理において生成したマッチング後ネットワークに含まれる行路を1つ選択する(ステップG1)。
FIG. 56 is a flowchart showing the flow of the second route plan extraction process.
First, the CPU 120 selects one path included in the post-matching network generated in the minimum cost perfect matching calculation process (step G1).

次いで、CPU120は、ステップG1で選択した行路の閾値超過フラグがONに設定されているか否かを判定し(ステップG3)、ONに設定されていると判定した場合は(ステップG3;Yes)、ステップG15へと処理を移行する。   Next, the CPU 120 determines whether or not the threshold value excess flag for the route selected in step G1 is set to ON (step G3). If it is determined to be set to ON (step G3; Yes), The process proceeds to step G15.

一方、ステップG3において、閾値超過フラグがONに設定されていない、即ちOFFに設定されていると判定した場合は(ステップG3;No)、CPU120は、選択した行路の相対コストを、行路と共に第2の行路案データ625として記憶させる(ステップG5)。そして、CPU120は、選択した行路に含まれるノードを特定することで、ノードの出現回数を更新する(ステップG7)。   On the other hand, when it is determined in step G3 that the threshold excess flag is not set to ON, that is, set to OFF (step G3; No), the CPU 120 sets the relative cost of the selected route along with the route. 2 is stored as route plan data 625 (step G5). And CPU120 updates the appearance frequency of a node by specifying the node contained in the selected route (step G7).

次いで、CPU120は、ノードの最小出現回数が閾値θを超えたか否かを判定し(ステップG9)、超えなかったと判定した場合は(ステップG9;No)、ステップG15へと処理を移行する。   Next, the CPU 120 determines whether or not the minimum number of appearances of the node has exceeded the threshold value θ (step G9). If it is determined that the node has not exceeded the threshold θ (step G9; No), the process proceeds to step G15.

一方、ステップG9において、ノードの最小出現回数が閾値θを超えたと判定した場合は(ステップG9;Yes)、CPU120は、第2の行路案データ625に含まれる行路のうち、相対コストが最大の行路を1つ削除する(ステップG11)。そして、CPU120は、削除した行路に含まれるノードを特定することで、ノードの出現回数を更新する(ステップG13)。   On the other hand, if it is determined in step G9 that the minimum number of appearances of the node has exceeded the threshold θ (step G9; Yes), the CPU 120 has the largest relative cost among the routes included in the second route plan data 625. One route is deleted (step G11). And CPU120 updates the appearance frequency of a node by specifying the node contained in the deleted path (step G13).

その後、CPU120は、マッチング後ネットワークから他に選択できる行路が無くなったか否かを判定し(ステップG15)、まだ他に選択できる行路が有ると判定した場合は(ステップG15;No)、ステップG1へと戻る。   Thereafter, the CPU 120 determines whether or not there are no other routes that can be selected from the network after matching (step G15). If it is determined that there are still other routes that can be selected (step G15; No), the process proceeds to step G1. And return.

一方、ステップG15において、他に選択できる行路が無くなったと判定した場合は(ステップG15;Yes)、CPU120は、第2の行路案データ625を参照して、出現回数>閾値θの条件を満たすノードのみを含んだ行路が有るか否かを判定する(ステップG17)。   On the other hand, when it is determined in step G15 that there are no other routes that can be selected (step G15; Yes), the CPU 120 refers to the second route plan data 625 and refers to a node that satisfies the condition of the number of appearances> the threshold θ. It is determined whether or not there is a route including only (step G17).

ステップG17において、出現回数>閾値θの条件を満たすノードのみを含んだ行路が有ると判定した場合は(ステップG17;Yes)、CPU120は、当該行路のうち、相対コストが最大の行路を1つ削除する(ステップG19)。そして、CPU120は、削除した行路に含まれるノードを特定することで、ノードの出現回数を更新し(ステップG21)、ステップG17へと戻る。   In step G17, when it is determined that there is a path including only a node satisfying the condition that the number of appearances> the threshold θ (step G17; Yes), the CPU 120 selects one path with the maximum relative cost among the paths. Delete (step G19). And CPU120 updates the appearance count of a node by specifying the node contained in the deleted path (step G21), and returns to step G17.

一方、ステップG17において、出現回数>閾値θの条件を満たすノードのみを含んだ行路が無いと判定した場合は(ステップG17;No)、CPU120は、第2の行路案抽出処理を終了する。   On the other hand, if it is determined in step G17 that there is no path including only a node satisfying the condition that the number of appearances> the threshold θ (step G17; No), the CPU 120 ends the second path plan extraction process.

図53の第2の乗務行路計画処理に戻って、第2の行路案抽出処理を終了すると、CPU120は、篩い分けにより残存した行路の中から集合分割解を探索し(ステップD15)、探索した集合分割解を乗務行路計画データ609に記憶させる。そして、CPU120は、探索した集合分割解を乗務行路計画として表示部320に表示させて(ステップD17)、第2の乗務行路計画処理を終了する。   Returning to the second crew route planning process of FIG. 53, when the second route plan extracting process is completed, the CPU 120 searches for a set division solution from the remaining routes by sieving (step D15). The set division solution is stored in the crew route plan data 609. Then, the CPU 120 displays the searched set division solution on the display unit 320 as a crew route plan (step D17), and ends the second crew route plan process.

2−3.作用効果
本実施形態によれば、マッチング後ネットワークからクリークが抽出され、抽出されたクリークに基づいた行路の閾値判定が行われる。そして、閾値を超えなかったと判定された行路についてのみ、合計既約コストから算出される相対コストに基づいた行路の篩い分けが行われ、篩い分けによって残存した行路の中から集合分割解が探索されて、乗務行路計画とされる。
2-3. Effects According to the present embodiment, a clique is extracted from the post-matching network, and a path threshold determination is performed based on the extracted clique. Then, only for the route determined not to exceed the threshold, the route is screened based on the relative cost calculated from the total irreducible cost, and the set partition solution is searched from the routes remaining by the screening. It is considered as a crew route plan.

相対コストは、全ての行路から見た各行路の絶対的な評価値ではなく、クリークに属するノード別に見た各行路の相対的な評価値であるため、相対コストに基づいた行路の篩い分けが行われることで、クリークに属するノードを含む行路が集中的に削除されることがない。   Relative cost is not an absolute evaluation value of each route seen from all routes, but a relative evaluation value of each route seen by each node belonging to the clique. As a result, routes including nodes belonging to the clique are not deleted intensively.

また、相対コストが所定の閾値を超えていない行路についてのみ篩い分けが行われるため、全ての行路について篩い分けが行われる場合と比べて、処理時間が短時間で済むことになる。   Further, since sieving is performed only for paths whose relative cost does not exceed a predetermined threshold, processing time is shorter than when sieving is performed for all paths.

3.変形例
3−1.集合被覆解探索
上述した実施形態では、篩い分けによって残存した行路の中から集合分割解を探索して乗務行路計画とすることとしたが、集合被覆解を探索して乗務行路計画とすることにしても良い。集合被覆解とは、同一のノードが複数回出現することを許し、全てのノードが少なくとも1回は出現するような行路の組み合わせのことを言う。この場合、ノードが重複した部分については、一の乗務員は乗務とし、別の乗務員は便乗とすれば良い。
3. Modification 3-1. Set Cover Solution Search In the above-described embodiment, a set division solution is searched from the routes remaining after sieving to obtain a crew route plan. However, a set cover solution is searched for a crew route plan. May be. A set covering solution refers to a combination of paths that allow the same node to appear multiple times and that all nodes appear at least once. In this case, with respect to the part where the nodes overlap, one crew member may be a crew member and another crew member may be a piggybacker.

3−2.行路の篩い分け
第1実施形態で説明した行路の篩い分けは、例えば次のように行っても良い。
即ち、マッチング後ネットワークから全ての行路を選択した後に、出現回数>閾値θの条件を満たすノードのみを含んだ行路の有無を判定する。そして、条件を満たす行路が無くなるまで、合計既約コストが最大の行路を1つ削除する処理を繰り返し実行する。
3-2. Sieving of the route The sieving of the route described in the first embodiment may be performed as follows, for example.
That is, after all routes are selected from the post-matching network, the presence / absence of a route including only a node satisfying the condition that the number of appearances> the threshold θ is determined. Then, the process of deleting one path with the maximum total irreducible cost is repeatedly executed until there are no more paths that satisfy the condition.

或いは、マッチング後ネットワークから行路を1つずつ選択していき、最小出現回数が閾値θを超えた時点で、出現回数>閾値θの条件を満たすノードのみを含んだ行路の有無を判定する。そして、条件を満たす行路が無くなるまで、合計既約コストが最大の行路を1つ削除する処理を繰り返し実行し、無くなった時点で、マッチング後ネットワークから他の行路を選択してくるようにする。尚、第2実施形態で説明した行路の篩い分けについても、同様にして行うことができる。   Alternatively, routes are selected one by one from the network after matching, and when the minimum number of appearances exceeds the threshold value θ, the presence / absence of a route including only nodes satisfying the condition that the number of appearances> threshold value θ is determined. Then, the process of deleting one path with the maximum total irreducible cost is repeatedly executed until there is no path satisfying the condition, and when there is no path, another path is selected from the network after matching. Note that the sieving of the route described in the second embodiment can be performed in the same manner.

3−3.閾値判定
第2実施形態では、閾値処理による行路の閾値判定を行った後に、第2の行路案抽出処理による行路の篩い分けを行うこととして説明したが、閾値判定を行いながら行路の篩い分けを行うようにしても良い。
3-3. Threshold determination In the second embodiment, after performing the threshold determination of the route by the threshold processing, it has been described as performing the screening of the route by the second route plan extraction process. However, the screening of the route is performed while performing the threshold determination. You may make it do.

具体的には、マッチング後ネットワークから行路を1つ選択し、当該行路の相対コストを算出する。そして、算出した相対コストが閾値αを超えている場合は、当該行路は篩い分けの対象とせず、マッチング後ネットワークから次の行路を選択してくるようにする。一方、算出した相対コストが閾値αを超えていない場合は、当該行路は篩い分けの対象とし、ノードの出現回数を更新して、出現回数>閾値θの条件を満たすノードのみを含んだ行路を1つ削除した後に、マッチング後ネットワークから次の行路を選択してくるようにする。   Specifically, one route is selected from the network after matching, and the relative cost of the route is calculated. If the calculated relative cost exceeds the threshold value α, the route is not selected as a screening target, and the next route is selected from the network after matching. On the other hand, if the calculated relative cost does not exceed the threshold value α, the route is subjected to sieving, the number of appearances of the node is updated, and the route including only the node that satisfies the condition of appearance number> threshold θ is included. After deleting one, the next route is selected from the network after matching.

更には、第2の行路案抽出処理に閾値処理を含めてしまっても良い。具体的には、第2の行路案抽出処理において、最初に全ての行路について閾値判定を行う。そして、相対コストが閾値αを超えないと判定した行路だけを抽出するようにする。   Furthermore, a threshold value process may be included in the second route plan extraction process. Specifically, in the second route plan extraction process, first, threshold determination is performed for all routes. Then, only the path determined that the relative cost does not exceed the threshold value α is extracted.

第1の乗務行路計画の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of a 1st crew route plan. 乗務行路ネットワークの一例を示す図。The figure which shows an example of a crew route network. 遷移正規化図の一例を示す図。The figure which shows an example of a transition normalization figure. 遷移正規化図の一例を示す図。The figure which shows an example of a transition normalization figure. 遷移正規化図の一例を示す図。The figure which shows an example of a transition normalization figure. 遷移正規化図の一例を示す図。The figure which shows an example of a transition normalization figure. 遷移正規化図の一例を示す図。The figure which shows an example of a transition normalization figure. 遷移正規化図の一例を示す図。The figure which shows an example of a transition normalization figure. 遷移正規化図の一例を示す図。The figure which shows an example of a transition normalization figure. 遷移正規化図の一例を示す図。The figure which shows an example of a transition normalization figure. 遷移正規化図の一例を示す図。The figure which shows an example of a transition normalization figure. 遷移正規化図の一例を示す図。The figure which shows an example of a transition normalization figure. 遷移正規化図の一例を示す図。The figure which shows an example of a transition normalization figure. 遷移正規化図の一例を示す図。The figure which shows an example of a transition normalization figure. 遷移正規化図の一例を示す図。The figure which shows an example of a transition normalization figure. 遷移正規化図の一例を示す図。The figure which shows an example of a transition normalization figure. 遷移正規化図の一例を示す図。The figure which shows an example of a transition normalization figure. 遷移正規化図の一例を示す図。The figure which shows an example of a transition normalization figure. 遷移正規化図の一例を示す図。The figure which shows an example of a transition normalization figure. 遷移正規化図の一例を示す図。The figure which shows an example of a transition normalization figure. 遷移正規化図の一例を示す図。The figure which shows an example of a transition normalization figure. 遷移正規化図の一例を示す図。The figure which shows an example of a transition normalization figure. 遷移正規化図の一例を示す図。The figure which shows an example of a transition normalization figure. 遷移正規化図の一例を示す図。The figure which shows an example of a transition normalization figure. 遷移正規化図の一例を示す図。The figure which shows an example of a transition normalization figure. 遷移正規化図の一例を示す図。The figure which shows an example of a transition normalization figure. 遷移正規化図の一例を示す図。The figure which shows an example of a transition normalization figure. 遷移正規化図の一例を示す図。The figure which shows an example of a transition normalization figure. 遷移正規化図の一例を示す図。The figure which shows an example of a transition normalization figure. マッチング後ネットワークの一例を示す図。The figure which shows an example of the network after a matching. 第1の行路案データの一例を示す図。The figure which shows an example of 1st route plan data. 第1の行路案データの一例を示す図。The figure which shows an example of 1st route plan data. 第1の行路案データの一例を示す図。The figure which shows an example of 1st route plan data. 第1の行路案データの一例を示す図。The figure which shows an example of 1st route plan data. 第1の行路案データの一例を示す図。The figure which shows an example of 1st route plan data. 乗務行路計画データの一例を示す図。The figure which shows an example of crew course plan data. 第1実施形態における乗務行路計画装置の機能構成を示すブロック図。The block diagram which shows the function structure of the crew route planning apparatus in 1st Embodiment. 第1の乗務行路計画処理の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of a 1st crew route plan process. 最小コスト完全マッチング算出処理の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of the minimum cost perfect matching calculation process. 第1の行路案抽出処理の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of a 1st route plan extraction process. 第2の乗務行路計画の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of a 2nd crew route plan. クリークに属するノードの一例を示す図。The figure which shows an example of the node which belongs to a clique. クリークに属するノードを含まない行路を示す図。The figure which shows the path | route which does not include the node which belongs to a clique. 閾値処理用データの一例を示す図。The figure which shows an example of the data for threshold value processing. クリークに属するノードを含む行路を示す図。The figure which shows the path containing the node which belongs to a clique. 閾値処理用データの一例を示す図。The figure which shows an example of the data for threshold value processing. クリークに属するノードを含む行路を示す図。The figure which shows the path containing the node which belongs to a clique. 閾値処理用データの一例を示す図。The figure which shows an example of the data for threshold value processing. 第2の行路案データの一例を示す図。The figure which shows an example of 2nd route plan data. 乗務行路計画データの一例を示す図。The figure which shows an example of crew course plan data. 第2実施形態における乗務行路計画装置のROMの構成を示す図。The figure which shows the structure of ROM of the crew route planning apparatus in 2nd Embodiment. 第2実施形態における乗務行路計画装置のRAMの構成を示す図。The figure which shows the structure of RAM of the crew route planning apparatus in 2nd Embodiment. 第2の乗務行路計画処理の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of a 2nd crew route plan process. クリーク抽出処理の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of a clique extraction process. 閾値処理の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of a threshold value process. 第2の行路案抽出処理の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of a 2nd route plan extraction process. 列車ダイヤの一例を示す図。The figure which shows an example of a train schedule. 乗務行路計画の一例を示す図。The figure which shows an example of a crew course plan.

符号の説明Explanation of symbols

10 乗務行路計画装置
100 CPU
200 入力部
300 表示部
400 通信部
500 ROM
501 第1の乗務行路計画プログラム
502 最小コスト完全マッチング算出プログラム
503 第1の行路案抽出プログラム
505 列車ダイヤデータ
507 乗務員拠点データ
509 乗務遷移条件データ
600 RAM
601 乗務行路ネットワークデータ
603 遷移正規化図データ
605 マッチング後ネットワークデータ
607 第1の行路案データ
609 乗務行路計画データ
700 バス
10 Crew Route Planning Device 100 CPU
200 Input unit 300 Display unit 400 Communication unit 500 ROM
501 First crew route planning program 502 Minimum cost perfect matching calculation program 503 First route plan extraction program 505 Train diagram data 507 Crew member data 509 Crew transition condition data 600 RAM
601 Flight route network data 603 Transition normalization map data 605 Network data after matching 607 First route plan data 609 Flight route plan data 700 Bus

Claims (7)

コンピュータに、所与の列車ダイヤに含まれる全ての列車スジを乗務員が乗務可能な乗務区間の単位である単位乗務に分割し、当該単位乗務間の遷移を組み合わせることにより乗務員の行路を構成し、当該構成された乗務員の行路を組み合わせることで、乗務行路計画を求めさせるためのプログラムであって、
前記単位乗務を各々ノードによって表し、遷移可能な当該ノード間をアークにより結んだ乗務行路ネットワークを生成するネットワーク生成手段、
前記生成された乗務行路ネットワークの各アークに対し、前記単位乗務間の遷移に関する所定の評価基準に基づいてコストを設定するコスト設定手段、
前記生成された乗務行路ネットワークと、前記設定されたコストとを記憶する乗務行路ネットワークデータ記憶手段、
前記記憶された乗務行路ネットワークの各ノードを遷移元及び遷移先とし、前記記憶された乗務行路ネットワークと等価になるように、遷移元ノードから遷移先ノードへ前記アークを結んだグラフを生成して、前記乗務行路ネットワークデータ記憶手段に記憶された前記アークに対する前記コストに基づいて、前記グラフにおける前記遷移元ノードから前記遷移先ノードへの前記コストの総和を最小にする最小コスト完全マッチングを算出すると共に、前記最小コスト完全マッチングによって算出される最小コストの行路における最終到達点から各ノードへの距離を表す前記ノードのポテンシャルと、前記アークで結ばれる2つのノードに係る前記ポテンシャル差に基づいて前記アークのコストを更新した値である既約コストとを算出する完全マッチング算出手段、
前記アークに従った前記ノード間接続の組み合わせで表される乗務員の行路のうち、当該行路に含まれるアークに対する前記既約コストの総和が相対的に小さい所定数の行路を行路案として抽出する行路案抽出手段、
前記抽出された行路案の中から乗務行路計画として成立し得る行路案の組み合わせを探索し、探索された当該行路案の組み合わせのうち、使用するアークに対する前記コストの総和が最小となる行路案の組み合わせを最適な乗務行路計画とする乗務行路計画算出手段、
として前記コンピュータを機能させるためのプログラム。
Dividing all train streaks included in a given train schedule into unit crews, which are units of crew sections where crew members can ride, and configuring the crew's route by combining transitions between the unit crews, A program for requesting a crew route plan by combining the flight routes of the configured crew,
Network generating means for generating a crew route network in which the unit crews are represented by nodes and the transitionable nodes are connected by arcs;
A cost setting means for setting a cost based on a predetermined evaluation standard regarding a transition between the unit crews for each arc of the generated crew route network;
Crew route network data storage means for storing the generated crew route network and the set cost;
Each node of the stored crew route network is set as a transition source and a transition destination, and a graph is generated by connecting the arc from the transition source node to the transition destination node so as to be equivalent to the stored crew route network. , based on the cost for the arc stored in the flight path network data storing means, to calculate a minimum cost perfect matching which minimizes the sum of the cost to the transition destination node from the transition source node of the graph And, based on the potential of the node representing the distance from the final arrival point to each node on the path of the minimum cost calculated by the minimum cost perfect matching, and the potential difference of the two nodes connected by the arc The irreducible cost, which is the updated value of the arc cost, is calculated. Matching calculation means,
A route for extracting, as a route plan, a predetermined number of routes having a relatively small sum of the irreducible costs for the arc included in the route among the routes of the crew members represented by the combination of the node-to-node connections according to the arc. Draft extraction means,
A search is made for a combination of route plans that can be established as a crew route plan from the extracted route plans, and among the searched route plan combinations, a route plan that minimizes the sum of the costs for the arc to be used. A crew route plan calculation means that makes the combination an optimal crew route plan,
A program for causing the computer to function as
コンピュータに、所与の列車ダイヤに含まれる全ての列車スジを乗務員が乗務可能な乗務区間の単位である単位乗務に分割し、当該単位乗務間の遷移を組み合わせることにより乗務員の行路を構成し、当該構成された乗務員の行路を組み合わせることで、乗務行路計画を求めさせるためのプログラムであって、
前記単位乗務を各々ノードによって表し、遷移可能な当該ノード間をアークにより結んだ乗務行路ネットワークを生成するネットワーク生成手段、
前記生成された乗務行路ネットワークの各アークに対し、前記単位乗務間の遷移に関する所定の評価基準に基づいてコストを設定するコスト設定手段、
前記生成された乗務行路ネットワークと、前記設定されたコストとを記憶する乗務行路ネットワークデータ記憶手段、
前記記憶された乗務行路ネットワークの各ノードを遷移元及び遷移先とし、前記記憶された乗務行路ネットワークと等価になるように、遷移元ノードから遷移先ノードへ前記アークを結んだグラフを生成して、前記乗務行路ネットワークデータ記憶手段に記憶された前記アークに対する前記コストに基づいて、前記グラフにおける前記遷移元ノードから前記遷移先ノードへの前記コストの総和を最小にする最小コスト完全マッチングを算出すると共に、前記最小コスト完全マッチングによって算出される最小コストの行路における最終到達点から各ノードへの距離を表す前記ノードのポテンシャルと、前記アークで結ばれる2つのノードに係る前記ポテンシャル差に基づいて前記アークのコストを更新した値である既約コストとを算出する完全マッチング算出手段、
前記アークに従った前記ノード間接続の組み合わせで表される乗務員の行路において、同一の行路に含まれ得ないノードの集合を、クリークとして抽出するクリーク抽出手段、
前記抽出されたクリークに属するノードを含まない行路のうち、当該行路に含まれるアークに対する既約コストの総和が最小の行路の該既約コストの総和に対する前記抽出されたクリークに属するノードを含まない行路それぞれに含まれるアークに対する既約コストの総和の相対コストを算出する第1の相対コスト算出手段、
前記抽出されたクリークに属する各ノードについて、該ノードを含む行路のうち、当該行路に含まれるアークに対する既約コストの総和が最小の行路の該既約コストの総和に対する該ノードを含む行路それぞれに含まれるアークに対する既約コストの総和の相対コストを算出する第2の相対コスト算出手段、
前記アークに従った前記ノード間接続の組み合わせで表される乗務員の行路のうち、前記相対コストが相対的に小さい所定数の行路を行路案として抽出する行路案抽出手段、
前記抽出された行路案の中から乗務行路計画として成立し得る行路案の組み合わせを探索し、探索された当該行路案の組み合わせのうち、使用するアークに対する前記コストの総和が最小となる行路案の組み合わせを最適な乗務行路計画とする乗務行路計画算出手段、
として前記コンピュータを機能させるためのプログラム。
Dividing all train streaks included in a given train schedule into unit crews, which are units of crew sections where crew members can ride, and configuring the crew's route by combining transitions between the unit crews, A program for requesting a crew route plan by combining the flight routes of the configured crew,
Network generating means for generating a crew route network in which the unit crews are represented by nodes and the transitionable nodes are connected by arcs;
A cost setting means for setting a cost based on a predetermined evaluation standard regarding a transition between the unit crews for each arc of the generated crew route network;
Crew route network data storage means for storing the generated crew route network and the set cost;
Each node of the stored crew route network is set as a transition source and a transition destination, and a graph is generated by connecting the arc from the transition source node to the transition destination node so as to be equivalent to the stored crew route network. , based on the cost for the arc stored in the flight path network data storing means, to calculate a minimum cost perfect matching which minimizes the sum of the cost to the transition destination node from the transition source node of the graph And, based on the potential of the node representing the distance from the final arrival point to each node on the path of the minimum cost calculated by the minimum cost perfect matching, and the potential difference of the two nodes connected by the arc The irreducible cost, which is the updated value of the arc cost, is calculated. Matching calculation means,
Clique extraction means for extracting a set of nodes that cannot be included in the same route in the crew's route represented by the combination of connections between nodes according to the arc,
Of the paths that do not include the nodes belonging to the extracted clique, the paths that do not include the nodes that belong to the extracted clique with respect to the total of the irreducible costs of the path that has the smallest total irreducible cost for the arc included in the path. A first relative cost calculating means for calculating a relative cost of a sum of irreducible costs with respect to arcs included in each of the paths;
For each node belonging to the extracted clique, among the paths including the node, each path including the node with respect to the total irreducible cost of the path with the smallest total irreducible cost for the arc included in the path. A second relative cost calculating means for calculating a relative cost of the sum of irreducible costs with respect to the included arc;
A route plan extraction means for extracting a predetermined number of routes having a relatively low relative cost as a route plan among the crew members' routes represented by a combination of the internode connections according to the arc,
A search is made for a combination of route plans that can be established as a crew route plan from the extracted route plans, and among the searched route plan combinations, a route plan that minimizes the sum of the costs for the arc to be used. A crew route plan calculation means that makes the combination an optimal crew route plan,
A program for causing the computer to function as
前記クリーク抽出手段が、単位乗務が密集している一の時刻にかかる単位乗務を表すノードの集合を前記クリークとして抽出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2に記載のプログラム。   The program according to claim 2, wherein the clique extraction unit causes the computer to function as a clique to extract a set of nodes representing unit crews at one time when unit crews are densely packed. 前記行路案抽出手段が、前記各ノードそれぞれが所定回数以上出現することを条件に、行路案を篩い分けて抽出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1〜3の何れか一項に記載のプログラム。   The route plan extracting means according to any one of claims 1 to 3 for causing the computer to function so as to screen and extract a route plan on condition that each of the nodes appears a predetermined number of times or more. The listed program. 前記完全マッチング算出手段が、求められた完全マッチングで表される行路の一部に、所定の違反条件を満たすノード間接続の組み合わせが含まれるか否かを判定する判定手段を有し、前記判定手段により含まれると判定された場合に、当該ノード間接続の組み合わせを構成する一のアークを削除して、完全マッチングと既約コストとを再度算出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1〜4の何れか一項に記載のプログラム。   The perfect matching calculating means has a judging means for judging whether or not a combination of inter-node connections satisfying a predetermined violation condition is included in a part of a path represented by the obtained perfect matching, the judgment Claims for causing the computer to function to delete a single arc constituting the combination of connection between nodes and recalculate complete matching and irreducible cost when it is determined that it is included by the means. The program as described in any one of 1-4. 所与の列車ダイヤに含まれる全ての列車スジを乗務員が乗務可能な乗務区間の単位である単位乗務に分割し、当該単位乗務間の遷移を組み合わせることにより乗務員の行路を構成し、当該構成された乗務員の行路を組み合わせることで、乗務行路計画を求める乗務行路計画装置であって、
前記単位乗務を各々ノードによって表し、遷移可能な当該ノード間をアークにより結んだ乗務行路ネットワークを生成するネットワーク生成手段と、
前記生成された乗務行路ネットワークの各アークに対し、前記単位乗務間の遷移に関する所定の評価基準に基づいてコストを設定するコスト設定手段と、
前記生成された乗務行路ネットワークと、前記設定されたコストとを記憶する乗務行路ネットワークデータ記憶手段と、
前記記憶された乗務行路ネットワークの各ノードを遷移元及び遷移先とし、前記記憶された乗務行路ネットワークと等価になるように、遷移元ノードから遷移先ノードへ前記アークを結んだグラフを生成して、前記乗務行路ネットワークデータ記憶手段に記憶された前記アークに対する前記コストに基づいて、前記グラフにおける前記遷移元ノードから前記遷移先ノードへの前記コストの総和を最小にする最小コスト完全マッチングを算出すると共に、前記最小コスト完全マッチングによって算出される最小コストの行路における最終到達点から各ノードへの距離を表す前記ノードのポテンシャルと、前記アークで結ばれる2つのノードに係る前記ポテンシャル差に基づいて前記アークのコストを更新した値である既約コストとを算出する完全マッチング算出手段と、
前記アークに従った前記ノード間接続の組み合わせで表される乗務員の行路のうち、当該行路に含まれるアークに対する前記既約コストの総和が相対的に小さい所定数の行路を行路案として抽出する行路案抽出手段と、
前記抽出された行路案の中から乗務行路計画として成立し得る行路案の組み合わせを探索し、探索された当該行路案の組み合わせのうち、使用するアークに対する前記コストの総和が最小となる行路案の組み合わせを最適な乗務行路計画とする乗務行路計画算出手段と、
を備えた乗務行路計画装置。
All train streaks included in a given train schedule are divided into unit crews, which are units of crew sections that can be used by the crew, and the crew's course is constructed by combining the transitions between the unit crews. A crew route planning device that obtains a crew route plan by combining the crew's routes,
Network generating means for generating the crew route network in which the unit crews are represented by nodes and the transitionable nodes are connected by arcs;
A cost setting means for setting a cost based on a predetermined evaluation criterion regarding a transition between the unit crews, for each arc of the generated crew route network;
Crew route network data storage means for storing the generated crew route network and the set cost;
Each node of the stored crew route network is set as a transition source and a transition destination, and a graph is generated by connecting the arc from the transition source node to the transition destination node so as to be equivalent to the stored crew route network. , based on the cost for the arc stored in the flight path network data storing means, to calculate a minimum cost perfect matching which minimizes the sum of the cost to the transition destination node from the transition source node of the graph And, based on the potential of the node representing the distance from the final arrival point to each node on the path of the minimum cost calculated by the minimum cost perfect matching, and the potential difference of the two nodes connected by the arc The irreducible cost, which is the updated value of the arc cost, is calculated. And the matching calculation means,
A route for extracting, as a route plan, a predetermined number of routes having a relatively small sum of the irreducible costs for the arc included in the route among the routes of the crew members represented by the combination of the node-to-node connections according to the arc. Plan extraction means;
A search is made for a combination of route plans that can be established as a crew route plan from the extracted route plans, and among the searched route plan combinations, a route plan that minimizes the sum of the costs for the arc to be used. A crew route plan calculation means that makes the combination an optimal crew route plan,
A crew route planning device with
所与の列車ダイヤに含まれる全ての列車スジを乗務員が乗務可能な乗務区間の単位である単位乗務に分割し、当該単位乗務間の遷移を組み合わせることにより乗務員の行路を構成し、当該構成された乗務員の行路を組み合わせることで、乗務行路計画を求める乗務行路計画装置であって、
前記単位乗務を各々ノードによって表し、遷移可能な当該ノード間をアークにより結んだ乗務行路ネットワークを生成するネットワーク生成手段と、
前記生成された乗務行路ネットワークの各アークに対し、前記単位乗務間の遷移に関する所定の評価基準に基づいてコストを設定するコスト設定手段と、
前記生成された乗務行路ネットワークと、前記設定されたコストとを記憶する乗務行路ネットワークデータ記憶手段と、
前記記憶された乗務行路ネットワークの各ノードを遷移元及び遷移先とし、前記記憶された乗務行路ネットワークと等価になるように、遷移元ノードから遷移先ノードへ前記アークを結んだグラフを生成して、前記乗務行路ネットワークデータ記憶手段に記憶された前記アークに対する前記コストに基づいて、前記グラフにおける前記遷移元ノードから前記遷移先ノードへの前記コストの総和を最小にする最小コスト完全マッチングを算出すると共に、前記最小コスト完全マッチングによって算出される最小コストの行路における最終到達点から各ノードへの距離を表す前記ノードのポテンシャルと、前記アークで結ばれる2つのノードに係る前記ポテンシャル差に基づいて前記アークのコストを更新した値である既約コストとを算出する完全マッチング算出手段と、
前記アークに従った前記ノード間接続の組み合わせで表される乗務員の行路において、同一の行路に含まれ得ないノードの集合を、クリークとして抽出するクリーク抽出手段と、
前記抽出されたクリークに属するノードを含まない行路のうち、当該行路に含まれるアークに対する既約コストの総和が最小の行路の該既約コストの総和に対する前記抽出されたクリークに属するノードを含まない行路それぞれに含まれるアークに対する既約コストの総和の相対コストを算出する第1の相対コスト算出手段と、
前記抽出されたクリークに属する各ノードについて、該ノードを含む行路のうち、当該行路に含まれるアークに対する既約コストの総和が最小の行路の該既約コストの総和に対する該ノードを含む行路それぞれに含まれるアークに対する既約コストの総和の相対コストを算出する第2の相対コスト算出手段と、
前記アークに従った前記ノード間接続の組み合わせで表される乗務員の行路のうち、前記相対コストが相対的に小さい所定数の行路を行路案として抽出する行路案抽出手段と、
前記抽出された行路案の中から乗務行路計画として成立し得る行路案の組み合わせを探索し、探索された当該行路案の組み合わせのうち、使用するアークに対する前記コストの総和が最小となる行路案の組み合わせを最適な乗務行路計画とする乗務行路計画算出手段と、
を備えた乗務行路計画装置。
All train streaks included in a given train schedule are divided into unit crews, which are units of crew sections that can be used by the crew, and the crew's course is constructed by combining the transitions between the unit crews. A crew route planning device that obtains a crew route plan by combining the crew's routes,
Network generating means for generating the crew route network in which the unit crews are represented by nodes and the transitionable nodes are connected by arcs;
A cost setting means for setting a cost based on a predetermined evaluation criterion regarding a transition between the unit crews, for each arc of the generated crew route network;
Crew route network data storage means for storing the generated crew route network and the set cost;
Each node of the stored crew route network is set as a transition source and a transition destination, and a graph is generated by connecting the arc from the transition source node to the transition destination node so as to be equivalent to the stored crew route network. , based on the cost for the arc stored in the flight path network data storing means, to calculate a minimum cost perfect matching which minimizes the sum of the cost to the transition destination node from the transition source node of the graph And, based on the potential of the node representing the distance from the final arrival point to each node on the path of the minimum cost calculated by the minimum cost perfect matching, and the potential difference of the two nodes connected by the arc The irreducible cost, which is the updated value of the arc cost, is calculated. And the matching calculation means,
Clique extraction means for extracting, as a clique, a set of nodes that cannot be included in the same route in the crew's route represented by a combination of the internode connections according to the arc;
Of the paths that do not include the nodes belonging to the extracted clique, the paths that do not include the nodes that belong to the extracted clique with respect to the total of the irreducible costs of the path that has the smallest total irreducible cost for the arc included in the path. First relative cost calculation means for calculating a relative cost of a total of irreducible costs for arcs included in each of the paths;
For each node belonging to the extracted clique, among the paths including the node, each path including the node with respect to the total irreducible cost of the path with the smallest total irreducible cost for the arc included in the path. A second relative cost calculating means for calculating a relative cost of a sum of irreducible costs with respect to an arc included;
A route plan extraction means for extracting a predetermined number of routes having a relatively small relative cost as a route plan, among crew members' routes represented by a combination of the internode connections according to the arc;
A search is made for a combination of route plans that can be established as a crew route plan from the extracted route plans, and among the searched route plan combinations, a route plan that minimizes the sum of the costs for the arc to be used. A crew route plan calculation means that makes the combination an optimal crew route plan,
A crew route planning device with
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