JP5017142B2 - 最適ルート探索装置、方法及びプログラム - Google Patents
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Description
[実施形態の概要]
まず、実施形態の概要を、図1のブロック図、図15〜17の説明図を参照して説明する。本実施形態は、コンピュータを所定のプログラムによって制御することにより実現されるものである。具体的には、本実施形態は、図1に示すように、入力装置100、外部記憶装置200、演算処理装置300、内部記憶装置400、出力装置500等を備えている。特に、演算処理装置300は、所定のプログラムの働きによって、最適ルート探索部320として機能する。
[1−1.構成]
上記の概要を前提とする第1の実施形態の構成を、図2のブロック図を参照して説明する。すなわち、第1の実施形態の最適ルート探索部320は、ケーブルリストファイル読み込み手段2、ケーブルネットワークファイル読み込み手段3、通り芯情報ファイル読み込み手段4、シンプル化手段5、接続情報ファイル作成手段6、探索手段N、亘長計算手段9、最短ルート決定手段10、最適ルート決定手段11等を有している。
以上のような第1の実施形態の作用を、図53のフローチャートに従って、図1及び図2、図16〜25を参照して説明する。
[1−2−1.ファイルの読込み(ステップ101)]
まず、ケーブルリストファイル読み込み手段2は、ユーザの入力装置100からの入力による指示に応じて、ケーブルリストファイルF1から、探索の始点となる設置エリア名(以下、エリア名とする)・機器(若しくは盤)名称(以下、機器名とする)と、終点となるエリア名・機器名を読み込む。なお、以下のエリア名、機器名とは、これらを識別するための情報を広く含む。従って、名称、コード、略称、番号、記号等のいずれであってもよい。
シンプル化手段5では、ケーブルネットワークファイルF2にあるLinkageシートとNodeシートから、ルート探索に必要なものだけを抽出し、検索する内容を減らす。その方法は、例えば、コーナーからコーナーの間、コーナーから分岐点の間、分岐点から分岐点の間といったように、連続した直線上に存在するノードを減らすことである。図18(A)の一例では、Linkageシートに含まれているノード(N2,N3,N8,N9,N10,N11,N12)は、直線上に存在するノードである。このため、図18(B)に示すように、シンプル化手段5によって、かかるノードは削除される。これに対応して、シンプル化手段5は、図19に示すように、Nodeシートも更新する。
接続情報ファイル作成手段6は、シンプル化手段5によって更新したLinkageデータとNodeデータに基づいて、接続情報テーブルを作成する。接続情報テーブルは、シンプル化した各ノードの接続数、接続ノード名等が記載されたテーブルであり、探索処理において直接使用される。
探索ルートカード書き込み型探索手段7におけるカード作成手段71は、カードを作成し、カード書き込み手段72は探索したルートを、カードに書き込んでいく。なお、カードといっても、実際には、コンピュータのメモリ等の内部記憶装置400において実現されている配列である。第1の実施形態では、探索したルートをカードに1枚1枚書き込んでいくイメージで表現することが、コンピュータの処理の理解に便宜であるため、かかる表現を用いる。
以上のような手順によって、探索ルートカード書き込み型探索手段7は、全てのルートの探索処理を行う。そして、探索終了判定手段8が、終了条件に基づいて、全てのカードのルートが終点若しくは行き止まり等に至ったことを判定した場合には、探索ルートカード書き込み型探索手段7は、探索を終了する。上記の例では、カードは3枚作成され、そのうち1枚目と2枚目の2枚だけが、始点から終点に辿り着いた探索結果が書き込まれている。
上記のように、探索ルート書き込み型探索手段7が求めた布設ルート候補について、亘長計算手段9が、始点から終点までの長さ(亘長)を計算する。この亘長の計算は、各ノードの座標値に基づいて行うことができる。
[1−2−7.最短ルートの決定(ステップ107)]
最短ルート決定手段10は、布設ルート候補のうち、亘長計算手段9が求めた亘長が一番短いルートを判定して、これを抽出する。
さらに、最適ルート決定手段11は、指定した経由点を順番に通り、占積率も問題のない等の所定の条件に適合するルートを判定して、これを最適ルートとして決定する。
[1−2−9.最適ルートの出力(ステップ109)]
以上のように決定された最適ルートは、出力装置500によって、始点から終点までのルート及びその亘長を出力され、ユーザに報知される。
以上のような第1の実施形態によれば、分岐点にぶつかる毎に、カードを作成若しくは更新していく探索方法を採用しているので、全ルート検索になる。これにより、正確で精度の高い最適な布設ルートを求めることができ、ケーブルを最適なルートで布設することが可能となる。
[2−1.構成]
次に、本発明の第2の実施形態を、図3のブロック図を参照して説明する。なお、図2の第1の実施形態と同様の構成部分については、同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
以上のような構成を有する第2の実施形態の作用を説明する。なお、上記の第1の実施形態と同様の動作部分については、その説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
以上のような第2の実施形態によれば、始点エリア若しくは終点エリアの座標の関係で、始点ノード若しくは終点ノードが見つからない場合であっても、最寄のノードを使うことで、最適ルート探索をおこなうことができる。これにより、ユーザが、探索結果を得られなくなるような事態を防止できる。
[3−1.構成]
次に、本発明の第3の実施形態を、図4のブロック図を参照して説明する。なお、図3の第2の実施形態と同様の構成部分については、同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
以上のような構成を有する第3の実施形態の作用を説明する。なお、第2の実施形態と同様の動作部分については、その説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
以上のような第3の実施形態によれば、ユーザが指定する経由点を順番どおりに通過したものの中から、最適な布設ルートを求めることができる。このため、単に距離のみで最適な布設ルートを判断する場合よりも、個々の布設場所の状況、ユーザの判断等に合わせた精度の高い探索を行うことが可能となる。
[4−1.構成]
次に、本発明の第4の実施形態を、図5のブロック図、図26の説明図を参照して説明する。なお、図4の第3の実施形態と同様の構成部分については、同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
以上のような構成を有する第4の実施形態の作用を説明する。なお、第3の実施形態と同様の動作部分については、その説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
以上のような第4の実施形態によれば、ユーザが指定するケーブルトレイの占積率を超えないように、最適な布設ルートを求めることができる。このため、個々のケーブルトレイの条件に合わせた精度の高い布設ルートの探索を行うことが可能となる。つまり、各ケーブルトレイにとって無理のない布設ルートが得られるので、探索結果に基づく布設が、現実には不可能になるような事態を防止できる。
[5−1.構成]
次に、本発明の第5の実施形態を、図6のブロック図を参照して説明する。なお、図5の第4の実施形態と同様の構成部分については、同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
以上のような構成を有する第5の実施形態の作用を説明する。なお、第4の実施形態と同様の動作部分については、その説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
以上のような第5の実施形態によれば、ユーザが指定する最適な布設ルート候補数に従ってルート探索を停止させることによって、探索時間を短縮することができる。また、メモリの使用量の超過、CPUの利用率の超過を事前に防ぐことによって、コンピュータのフリーズ等の異常状態を回避できる。なお、メモリの使用量の超過、CPUの利用率の超過は、最適な布設ルート候補数の設定によって間接的に防ぐこともできるし、メモリの使用量やCPUの利用率の設定によって、直接的に防ぐこともできる。
[6−1.構成]
次に、本発明の第6の実施形態を、図7のブロック図、図27及び図28の説明図を参照して説明する。なお、図6の第5の実施形態と同様の構成部分については、同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
以上のような構成を有する第6の実施形態の作用を説明する。なお、第5の実施形態と同様の動作部分については、その説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
以上のような第6の実施形態によれば、ルート探索を実施中に、新たに最適な布設ルート候補が見つからなくなるような場合に、探索を切り上げることができるため、探索時間の短縮が可能となる。つまり、これ以上探索を続けても、より良い結果が得られる可能性が低い場合、探索を中止することにより、ここまで求めた布設ルート候補の中から、最適な布設ルートを求めることができる。従って、迅速に最適な布設ルートが得られる。また、処理時間の短縮と、メモリやCPUの負荷軽減が可能となり、コンピュータのフリーズの防止にもなる。
[7−1.構成]
次に、本発明の第7の実施形態を、図8のブロック図を参照して説明する。なお、図7の第6の実施形態と同様の構成部分については、同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
以上のような第7の実施形態によれば、最適な布設ルート候補が見つからない場合であっても、始点エリア若しくは終点エリアの最寄のノードに基づいて、再度ルート探索を行うことができるので、ケーブルを布設するためのルートを、確実に求めることができる。これにより、ユーザが、探索結果を得られなくなるような事態が防止される。
[8−1.構成]
次に、本発明の第8の実施形態を、図9のブロック図、図29の説明図を参照して説明する。なお、図2の第1の実施形態と同様の構成部分については、同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
以上のような構成を有する第8の実施形態の作用を説明する。なお、第1の実施形態と同様の構成部分については、その説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
以上のような第8の実施形態によれば、ルート探索において分岐点で全てのカードを作るのではなく、分岐点を中心にしてルートを1つずつ選択し、そこからルート探索を行い、終点が見つからない分岐先エリアのルートは破棄される。このため、探索時間が短縮され、迅速に探索結果が得られる。また、メモリやCPUの負荷軽減が可能となり、コンピュータのフリーズの防止にもなる。
[9−1.構成]
次に、本発明の第9の実施形態を、図10のブロック図、図30〜42の説明図、図54のフローチャートを参照して説明する。なお、図2の第1の実施形態と同様の構成部分については、同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
(1)エージェントAGが分岐点に到着すると、図31に示すように、自分の分身となるエージェントAGを作成し、それぞれが分岐点において別れて、別々にルート探索を行う(マルチエージェント技術)。
(2)分身元から別れたエージェントAGは、分身元のエージェントAGの情報(移動してきたルート及びノード、分身元が向かったノード等)のコピーを持つ。
(3)分身元のエージェントAGも、分身したエージェントAGの情報(向かったノード等)を持つ。
(4)複数のエージェントAGが、共通のノードに到着したときは、互いの情報(移動してきたルート及びノード、向かったノード等)を、お互いにコピーして伝達し合う。
(5)行き止まりのノードに来たエージェントAG、他のエージェントAGが既に探索したルートを進まざるを得なくなったエージェントAGは、自律的に消滅する。
(6)エージェントAGが分岐点にぶつかっても、分岐先を、既に他のエージェントAGが探索している場合には、分身のエージェントAGをつくらない。
(7)始点から終点まで辿り着いたエージェントAGが持つ情報により、布設ルート候補が得られる。エージェントAGにルートの亘長を求める機能、他のエージェントAGのルートの亘長と比較する機能等、種々の機能を付加することもできる。
(8)その他、あらかじめ設定された条件に応じて、エージェントAGは消滅する。
以上のような第9の実施形態の作用を説明する。なお、第1の実施形態と同様の動作部分については、その説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
以上のような第9の実施形態によれば、エージェントAGは、ルート上を自由に移動して分身をつくり、それぞれが独立して探索を行う。そして、エージェントAGは、お互いに情報の交換をするなどの協調性を持っている。このように、複数のエージェントAGが、自立的に平行に探索をおこなうので、ツリー(Tree)探索などと比べて、探索時間の短縮が可能となる。
[10−1.構成]
次に、本発明の第10の実施形態を、図11のブロック図、図43及び図44の説明図を参照して説明する。なお、図10の第9の実施形態と同様の構成部分については、同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
以上のような構成を有する第10の実施形態の作用を説明する。なお、第9の実施形態と同様の動作部分については、その説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
以上のような本実施形態によれば、ノードにも種々の情報、例えば、エージェントAGの探索途中結果等の情報を持たせておくことにより、エージェントAGに異常が発生したり、エージェントAGが消滅した場合であっても、代わりのエージェントAGがノードの情報を読み込み、次の行き先を検討する、分身を作成する等、ルート探索を継続することが可能となる。従って、処理が中断することなく、正常時と同じ結果を得ることができる。
[11−1.構成]
次に、本発明の第11の実施形態を、図12のブロック図、図45の説明図を参照して説明する。なお、図10の第9の実施形態と同様の構成部分については、同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
以上のような構成を有する第10の実施形態の作用を説明する。なお、第9の実施形態と同様の動作部分については、その説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
以上のような本実施形態によれば、各エージェントAGは、エージェントマネージャAGMが全エージェントAGから収集した共通の情報を保持しながら、探索を行うことができるので、エージェントAG同士が出会った際の情報交換や、各エージェントAGがノードを通過する際のノードへの情報の書き込み及び読み込みに比べて、無駄が少なく、効率の良い探索が可能となる。
[12−1.構成]
次に、本発明の第12の実施形態を、図13のブロック図、図46の説明図を参照して説明する。なお、図12の第11の実施形態と同様の構成部分については、同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
以上のような構成を有する第12の実施形態の作用を説明する。なお、第11の実施形態と同様の動作部分については、その説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
以上のような本実施形態によれば、各エージェントAGは、それぞれに張り付いたエージェントマネージャ補佐AGMSが、全エージェントAGから同時平行的に収集した共通の情報を、共有しながら探索を行うことができるので、各エージェントAG間の情報収集のタイムラグが少なくなり、より一層無駄が少なく、効率の良い探索が可能となる。従って、処理時間の短縮と、メモリやCPUの負荷軽減が可能となり、コンピュータのフリーズの防止にもなる。
[13−1.構成]
次に、本発明の第13の実施形態を、図14のブロック図、図47〜図52の説明図、図55のフローチャートを参照して説明する。なお、図2の第1の実施形態と同様の構成部分については、同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
以上のような構成を有する第13の実施形態の作用を説明する。なお、第1の実施形態と同様の動作部分については、その説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
以上のような本実施形態によれば、ケーブルCの優先度に従って、あたかも玉突きをしているように、ケーブルCの布設位置を変更していくことにより、ケーブルCの最適な布設ルートを求めることができる。これにより、ケーブル布設後や設計後の修正において、より精度の高い最適な布設ルートを求めることが可能となる。
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、各請求項に記載された発明をどのように組み合わせるかは自由である。上記の実施形態では、第2〜7の実施形態は、それ以前の実施形態の特徴を順次追加した内容であり、第8〜12の実施形態は、第1の実施形態の探索手段Nのみを変更した内容であり、第13の実施形態は、第1の実施形態に修正手段25を付加した内容となっている。
3…ケーブルネットワークファイル読込み手段
4…通り芯情報ファイル読み込み手段
5…シンプル化手段
6…接続情報ファイル作成手段
7…探索ルートカード書き込み型探索手段
8…探索終了判定手段
9…亘長計算手段
10…最短ルート決定手段
11…最適ルート決定手段
13…始終点再設定手段
14…経由点通過確認手段
15…占積率確認手段
16…停止条件確認手段
17…最長二点間距離確認手段
18…次候補最適ルート探索手段
19…分岐点選択ルート探索手段
20…布設ルート候補破棄手段
21…エージェント型探索手段
22…ノードへの書き込み機能付加手段
23…エージェントマネージャ手段
24…エージェントマネージャ補佐手段
25…修正手段
71…カード作成手段
72…カード書き込み手段
100…入力装置
131…判定手段
132,181…決定手段
133…設定手段
182…再探索指示手段
191…選択手段
192…選択ルート探索手段
200…外部記憶装置
201…不達ルート判定手段
202…破棄手段
251…重複判定手段
252…優先度判定手段
253…探索指示手段
300…演算処理装置
310…3次元配置調整CAD部
320…最適ルート探索部
400…内部記憶装置
410…布設ルート候補
420…決定ルート
500…出力装置
Claims (10)
- ケーブルの最適な布設ルートを探索する最適ルート探索装置において、
ノードを接続点とするルートに関する情報を含む探索データを記憶した探索データ記憶手段と、
前記ルートに関する情報のうち、分岐点、曲がり点及び端点となるノードに関連する情報を抽出することにより、シンプル化したデータを作成するシンプル化手段と、
前記シンプル化されたデータに基づいて、ルートの接続情報を作成する接続情報作成手段と、
前記接続情報に基づいて、最適な布設ルート候補を探索する探索手段と、
を有し、
前記探索手段は、
探索ルートカード書き込み型探索手段と、
探索終了判定手段と、
を有し、
前記探索ルートカード書き込み型探索手段は、ルートを探索する過程において、分岐点にぶつかると、連続して接続されたノードを書き込むためのカードを作成するカード作成手段と、
前記カードに、始点から終点若しくは行き止まりまで、ノードが接続されたルートを書き込むカード書き込み手段と、
を有し、
前記探索終了判定手段は、前記カード書き込み手段によって、全てのカードに始点から終点若しくは行き止まりまで、ノードが接続されたルートが書き込まれたことにより、全ルートの探索終了を判定することを特徴とする最適ルート探索装置。 - 始終点再設定手段と、
エリアの最寄のノードを決定するための決定基準を記憶した決定基準記憶手段と、
を有し、
前記始終点再設定手段は、
前記探索手段による探索において、始点若しくは終点となるノードが、エリア内にあるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段によって、エリア内に始点若しくは終点となるノードが存在しないと判定された場合に、前記決定基準に基づいて、当該エリアの最寄のノードを決定する決定手段と、
前記決定手段によって決定された最寄のノードを、前記探索手段による始点若しくは終点として設定する設定手段と、
を有することを特徴とする請求項1記載の最適ルート探索装置。 - 布設ルートが経由すべき経由点及び経由すべき順番を記憶した経由点記憶手段と、
前記探索手段によって探索された布設ルート候補について、前記経由点を前記順番通りに通過するか否かを確認する経由点通過確認手段を有することを特徴とする請求項1記載の最適ルート探索装置。 - 布設ルート上において、ケーブルが収容される収容部材の占積率を含む収容部材情報を記憶した収容部材情報記憶手段と、
布設するケーブルの断面積を含むケーブル情報を記憶したケーブル情報記憶手段と、
前記収容部材情報及び前記ケーブル情報に基づいて、前記探索手段によって探索された布設ルート候補上の収容部材が、ケーブルを収容可能か否かを確認する占積率確認手段と、
を有することを特徴とする請求項1記載の最適ルート探索装置。 - 探索を停止すべき停止条件を記憶した停止条件記憶手段と、
前記探索手段による探索が、前記停止条件を満たしているか否かを確認する停止条件確認手段と、
を有することを特徴とする請求項1記載の最適ルート探索装置。 - 布設ルート候補における最長二点間距離の収束条件を記憶した収束条件記憶手段と、
前記収束条件に基づいて、前記探索手段による探索中に、布設ルート候補の最長二点間距離が収束したか否かを確認する最長二点間距離確認手段を有することを特徴とする請求項1記載の最適ルート探索装置。 - 次候補最適ルート探索手段と、
エリアの最寄のノードを決定するための決定基準を記憶した決定基準記憶手段と、
を有し、
前記次候補最適ルート探索手段は、
前記決定基準に基づいて、布設ルート候補における始点エリアの最寄のノード若しくは終点エリアの最寄のノードを決定する決定手段と、
前記決定手段により決定された最寄のノードを、始点若しくは終点として、前記探索手段による探索を行わせる再探索指示手段と、
を有することを特徴とする請求項1記載の最適ルート探索装置。 - 前記探索データには、ケーブルの優先度に関する情報が含まれ、
前記優先度に基づいて、前記探索手段により探索される布設ルートを修正する修正手段を有することを特徴とする請求項1記載の最適ルート探索装置。 - コンピュータにより、ケーブルの最適な布設ルートを探索する最適ルート探索方法において、
前記コンピュータには、探索データ記憶手段、シンプル化手段、接続情報作成手段、探索手段が設定され、
前記探索データ記憶手段は、ノードを接続点とするルートに関する情報を含む探索データを記憶し、
前記シンプル化手段は、前記ルートに関する情報のうち、分岐点、曲がり点及び端点のノードに関連する情報を抽出し、
前記接続情報作成手段は、前記シンプル化されたデータに基づいて、ルートの接続情報を作成し、
前記探索手段は、
前記接続情報に基づいて、最適な布設ルート候補を探索する過程において、分岐点にぶつかると、連続して接続されたノードを書き込むためのカードを作成し、
前記カードに、始点から終点若しくは行き止まりまで、ノードが接続されたルートを書き込み、
全てのカードに始点から終点若しくは行き止まりまで、ノードが接続されたルートが書き込まれたことにより、全ルートの探索終了を判定することを特徴とする最適ルート探索方法。 - コンピュータに実行されることにより、ケーブルの最適な布設ルートを探索する最適ルート探索プログラムにおいて、
前記コンピュータに、
ノードを接続点とするルートに関する情報を含む探索データを記憶させる処理と、
前記ルートに関する情報のうち、分岐点、曲がり点及び端点のノードに関連する情報を抽出させる処理と、
シンプル化されたデータに基づいて、ルートの接続情報を作成させる処理と、
前記接続情報に基づいて、最適な布設ルート候補を探索する過程において、分岐点にぶつかると、連続して接続されたノードを書き込むためのカードを作成させる処理と、
前記カードに、始点から終点若しくは行き止まりまで、ノードが接続されたルートを書き込ませる処理と、
全てのカードに始点から終点若しくは行き止まりまで、ノードが接続されたルートが書き込まれたことにより、全ルートの探索終了を判定させる処理と、
を実行させることを特徴とする最適ルート探索プログラム。
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