JP5746840B2

JP5746840B2 - 車両運用管理方法及びサーバ

Info

Publication number: JP5746840B2
Application number: JP2010197262A
Authority: JP
Inventors: 崇若宮
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2010-09-03
Filing date: 2010-09-03
Publication date: 2015-07-08
Anticipated expiration: 2030-09-03
Also published as: EP2426027A2; JP2012051519A; EP2426027A3; EP2426027B1

Description

交通機関での列車ダイヤ、車両運用、構内作業を決定する技術である。特に、当日車両事故等の要因でダイヤ計画が変更された場合、列車ダイヤ、車両運用、構内作業を考慮して、当日の鉄道運行計画の再作成案を作成する技術である。

現在、運行管理システム、車両運用管理システム、構内作業計画システムにより、当日のダイヤ計画をもとに、運用計画・車両運用計画を行い、構内作業計画を決定するという一連の流れで、鉄道運行計画が行われている。
運行管理システムでは、当日の列車ダイヤ情報を保持し、列車ダイヤ情報をもとに、列車進路制御装置(信号機、転轍機等)を制御することで、車両を列車ダイヤ情報に従って運行させる。
車両運用管理システムでは、運用計画と車両を関連付ける車両運用計画を作成する。運用とは、当日の列車ダイヤ情報から車両が1日に運行すべき列車ダイヤ情報を組み合わせたものを指す。また、車両の入出区時間、及び、検査周期などの車両運用関連情報を保持し、決められた条件(検査周期等)を守りながら、車両運用を決定する機能も備える。
構内作業計画システムでは、当日の構内作業(検査、清掃、構内入替等)の計画情報を保持し、構内作業員が構内作業計画を把握する。

しかし、このような場合、検査周期が切れそうな車両に関しては、構内作業員が担当区所以外に出向き、検査を行うこともあり、作業量が増大していた。具体的には、変更案作成時に、車両の作業優先度を把握する情報や当日の入区予定区所情報を保持していないため、検査周期が切れるかどうかの判断や当日の入区予定区所がどこであるかの判断を十分にできないまま、各構内にある車両に対して出区指示を出してしまう。そのため、検査周期が切れる車両が予定の担当区所と違う場所で入区してしまい、検査を行うために構内作業員がその場所まで出向く必要が発生してしまう。

ダイヤ計画や運用計画が変更された場合、予備車両を投入したり、予定と違う車両を用いて車両運用を行う場合があり、その際に、運行管理システム、車両運用管理システム、構内作業計画システムとをオンライン接続し、運用乱れ時において運転整理後のダイヤ情報および車両の検査、清掃作業の進捗情報をお互いに伝送し、当日の車両の検査や清掃作業が終わった車両から運用計画に割り付ける技術がある(特許文献1)。

特開平09-226588号公報

しかし、特許文献1では、車両に予定されている全ての検査や作業が終わらないと運用計画に割り当てられないので、作業の期限、優先度については考慮されていない。すなわち、作業完了まで余裕があり、運用に割り当てても問題無い場合であっても検査が済むまで車両を割り当てることができない。

また、特許文献1は、車両の当日の入区予定区所については、考慮がされておらず、回送運転を減らすことについては考慮されていない。

更に、特許文献1は、構内作業計画については考慮がされておらず、当日作業を行う必要のない構内作業を考えた場合には対処できない。

本発明の目的は、当日にダイヤ計画、運用計画・車両運用計画が変更された場合でも鉄道運行計画変更を行うことで、突発作業や回送運転を減らすことである。

上記課題を解決するに、ダイヤ計画、運用計画・車両運用計画が変更された場合、作業優先度(作業重要度、作業緊急度)が低い車両から運用に割り付ける。ここで、作業重要度は、作業自体の重要度を判断するための指標である。同じ構内作業でも、重要度が高い作業と低い作業があり、構内作業計画担当に重み付けを行うことを可能にする。作業緊急度は、作業をいつまでにするべきかを判断するための指標である。当日に周期が切れてしまい検査をする必要がある作業と次の日以降に検査をすれば周期が守れる作業があり、構内作業計画担当に重み付けを行うことを可能にする。

次に、車両に運用を割り付けた後で、車両運用計画変更後の最終の入区区所を確認する。車両運用計画変更後情報の最終の入区区所と、計画されていた予定入区区所が異なる車両を抽出し、抽出された車両毎に、入区予定区所と同じ区所に入区出来るように車両運用計画変更を行うため、変更可能な車両と変更可能時間を算出し、車両運用計画を変更する。

そして、区所毎の構内作業制約(作業標準時間、作業標準必須人数、区所施設制約)を考慮して構内作業計画を変更し、鉄道運行計画を確定する。

本発明によれば、当日にダイヤ計画、運用計画・車両運用計画が変更された場合でも鉄道運行計画変更を行うことで、突発作業や回送運転を減らすことができる。

本実施例のシステム構成図である。本実施例の動作を示すフローチャート(第1指令)である。本実施例の動作を示すフローチャート(第2指令)である。ステップ52の詳細フローチャートである。ステップ53の詳細フローチャートである。車両の作業優先度を決定するパラメータである。列車ダイヤ情報、運用計画情報である。列車ダイヤ情報、運用計画情報である。車両計画情報のデータ構成図である。車両運用計画情報のデータ構成図である。構内作業計画情報である。構内作業計画情報である。構内制約情報のデータ構成図である。

本実施例の構成図を図1に示す。図1において、列車ダイヤ、車両運用、構内作業を考慮した当日の鉄道運行計画再作成システムは、中央指令装置10、運行管理システム(ダイヤ変更端末11)、区所サーバ20、車両運用管理システム(車両運用計画変更端末21)、構内作業計画システム(構内作業計画変更端末22)、車両位置監視サーバ30から構成されている。各装置は、いわゆるコンピュータで実現され記録媒体に格納されたプログラムに従って、CPUなどの処理装置により各処理が実行される。なお、車両位置監視サーバ、中央指令装置、区所サーバは、図１に示すような、それぞれが独立した装置である場合のみならず、これら装置を一体化した一つの装置で以下の処理を実行するものであってもよい。

処理の概要を図2、図3に従って説明する。当日車両事故等の何かしらの要因でダイヤ計画や運用計画・車両運用計画が変更された場合、計画されていた平常運転時に鉄道運行計画を戻すための変更案を第1指令、第2指令と分けて段階的に作成する。

図2に第1指令の処理を示す。列車ダイヤ変更情報をもとに、車両の現在位置を特定し51、その情報をもとに車両運用計画を変更する52。

図3に第2指令の処理を示す。第1指令によって作成された車両運用計画から、各構内の構内作業計画を作成する53。第2指令で制約を守った構内作業計画が作成出来ない場合は、第1指令に車両運用計画の再作成を要求する。以下、第1指令の詳細を図2、図4、図6、図7、図8、図9を用いて、第2指令の詳細を図3、図5、図10、図11を用いてについて説明する。

＜第1指令の発明の動作(詳細)＞
図2のステップ50において、図1に示す運行管理システムダイヤ変更端末11でダイヤ変更処理部を用いて変更された列車ダイヤ情報を、図1に示す中央指令装置10が検知する。ダイヤ変更処理部は、計画された列車ダイヤを変更する。具体的には、運行管理システムによって変更されたダイヤスジから、運行日付、列番をキーとして発着駅、発時間、着時間を保持する変更したダイヤ計画変更情報を作成し、ダイヤ変更情報を確定させる。

図2のステップ51において、図1に示す中央指令装置10が車両位置監視サーバ30に車両位置情報を要求し、車両位置監視サーバ30で車両位置情報取得処理部を用いて車両毎の位置情報を取得する。取得した車両位置情報を、図1に示す区所サーバ20に送り、車両運用管理システム車両運用変更端末21に表示する。

図2のステップ52において、図1に示す車両運用変更端末21で、運用計画変更処理部61、車両運用変更判断処理部62、車両の作業優先度判断処理部63、車両運用計画変更処理部64、当日の入区予定区所判定処理部65を用いて、計画された車両運用計画を変更する。区所毎に変更された車両運用計画は図1に示す区所サーバ20が取得する。ステップ52は、運用計画変更処理部61、車両運用変更判断処理部62、車両の作業優先度判断処理部63、車両運用計画変更処理部64、当日の入区予定区所判定処理部65からなる。以下、ステップ52の処理内容の詳細について、図４を用いて具体的に説明する。

図4のステップ61において、運用計画変更処理部61が、ダイヤ変更処理部50で変更された列車ダイヤ情報を組み合わせることで、運用計画を変更する。具体的には、変更したダイヤ計画変更情報をもとに、ダイヤ乱れが発生した時刻以降で、乱れた結果として車両運用計画の再作成が必要な区所から出区する運用の中で最初に出区する時刻を抽出する。抽出した時刻以降に運用予定のある運用全てに対して、運用日付と運用番号をキーとして運用に所属している列番を保持する運用計画変更情報を作成する。

図4のステップ62において、車両運用変更判断処理部62が、運用変更計画情報と車両位置情報をもとに、区所と時刻から、必要な数の車両が割り当てられるかを判断する。具体的には、運用変更計画情報と合わせて、予定の入出区時刻を把握出来る運用入出区計画情報を作成する。運用入出区計画情報は、運用日付と運用番号をキーとして運用に所属している入出区場所、入出区時刻を保持する情報である。運用入出区計画情報をもとに、車両運用計画が変更された後、出区する予定時刻に必要な車両が揃っているかを全区所で判断する。具体的には、車両運用計画が変更された時間から1日の運用が全て終了する時間までの間に、『運用に割り付けられていない車両数≧出区する運用数』を満たしていない区所が存在しないかを全区所で判断する。また、車両の作業優先度を考慮し、ある一定以上の作業優先度が設定されている車両については、運用に割り付ける対象としない。車両が割り当てられない場合は運用計画変更処理部61に計画の再作成を依頼するような動作を行う。

図4のステップ63において、車両の作業優先度判断処理部63が、車両運用計画の前段階として、車両毎の作業優先度(作業重要度、作業緊急度)を算出するような動作を行う。具体的には、当日施す予定の作業重要度と作業緊急度を掛け合わせた結果を総和したトータル作業優先度を車両毎に算出する。

図4のステップ64において車両運用計画変更処理部64が、車両の作業優先度判断処理部63によって算出された作業優先度を考慮して、作業優先度が低い車両から優先的に運用に割り付けを行い、車両運用計画を作成するような動作を行う。作業優先度が同じ車両が割り付けの候補になった場合は、車両運用計画変更後の最終の入区区所と計画されていた当日の入区予定区所を確認し、一致する車両を運用に割り付ける。具体的には、運用計画変更処理部61によって作成された運用計画変更情報をもとに、車両が割り当てられていない運用の中で、出区時刻が早い運用から、車両の割り当てを行う。車両の割り当てを行う際には、車両の作業優先度判断処理部63によって作成されたトータル作業優先度が1番低い車両を割り当て、車両ＩＤと日付と運用番号をキーとして運用の開始列番を保持する車両運用計画変更後情報を作成する。この処理を車両が割り当てられていない運用がなくなるまで繰り返し行う。

図4のステップ65において、当日の入区予定区所判定処理部65が、車両運用計画変更後の最終の入区区所と計画されていた当日の入区予定区所が一致しているかを判断する。一致していない場合は、運用計画を変更する動作を行う。具体的には、入区予定区所と車両運用計画変更後情報の最終の入区区所が異なる場合は、その車両を抽出する。抽出された車両毎に、入区予定区所と同じ区所に入区出来るように変更するため、変更する相手の車両と変更可能時間を算出し、車両運用計画変更後情報を変更する。変更する場合は、車両運用計画変更後情報の開始列番を変更することで運用を分割することも可能である。

車両運用計画が立てられない場合は、運用計画変更処理部61に計画の再作成を依頼するような動作を行う。

以下、具体例を用いて上記のステップ52の処理フローを説明する。

運用計画が変更される前の列車ダイヤ情報、運用計画情報を図7(a)、車両計画情報を図8、車両運用計画情報を図9に示す。運用計画が変更されなければ、この列車ダイヤ情報と車両運用計画情報をもとに、鉄道運行計画に関する業務が行われる。現在の計画では、列車ダイヤの102M、1M、10M、13Mから成る101運用、列車ダイヤの2M、5M、8M、11M、16Mから成る102運用、列車ダイヤの3M、6M、7M、14Mから成る103運用、列車ダイヤの101M、4M、9M、12M、15Mから成る104運用の4つの運用計画から成る。これらの運用計画は、それぞれの車両に割り付けられている。101運用は車両1、102運用は車両2、103運用は車両3、104運用は車両4、当日走行しない予備運用は車両5に割り付けられている。

ここで、図7(b)に示すように、08:20に1Mが遅延し、B駅到着予定時間がダイヤ変更処理部50によって08:30から09:15に変更されたとする。その影響で、後続の列車である3MのB駅到着予定時間が08:45から09:30に変更され、5MのB駅到着予定時間が09:30から09:45に変更される。

運用計画情報は、遅延が発生した時刻である08:20以降で、列車ダイヤ情報が変更され、本来入区する予定だったB駅から、出区する必要がある運用の最初に出区する時刻を抽出した後に、運用計画変更処理部61によって、次のように運用計画情報を変更する。
(a)12:30にB駅から出区し10M以降の列車ダイヤを走行する101運用
(b)10:00にB駅から出区し8M以降の列車ダイヤを走行する102運用
(c)09:00にB駅から出区し6M以降の列車ダイヤを走行する103運用
(d)13:30にB駅から出区し12M以降の列車ダイヤを走行する104運用
車両運用変更判断処理部62によって、B駅に留置されている車両よりB駅から出区する運用数が少ないことを判定する。判定の結果、09:00にB駅から出区し6M以降の列車ダイヤを走行する102運用に割り付けることが出来る車両は車両5しかない。しかしながら、車両5の作業優先度は50(図8参照)と一定値(図6参照)を超えており、車両に割り付けることが出来ない。そのため、ダイヤ変更処理部50に6Mの発時刻を09:00から09:15に変更するように依頼する。

ダイヤ変更処理部50によって、6Mの発時刻を09:00から09:15に変更しても輸送計画上問題ないかを判断する。問題なしと判断された場合、運用計画変更処理部61によって、「(c)09:15にB駅から出区し6M以降の列車ダイヤを走行する103運用」を再作成する。その後、車両運用変更判断処理部62によって、B駅に留置されている車両よりB駅から出区する運用数が少ないことを判定する。判定の結果、問題なしとなる。

車両の作業優先度判断処理部63によって、車両1〜車両5の作業優先度を算出する。
(a)車両1:当日が検査リミット日の仕業検査、車内清掃が予定されている。
(b)車両2:当日が検査リミット日前日の仕業検査が予定されている。
(c)車両3:翌日が検査リミット日前日の仕業検査が予定されている。
(d)車両4:翌日が検査リミット日前日の仕業検査が予定されている。
(e)車両5:翌日が検査リミット日前日の交番検査が予定されている。
これらの車両の作業予定から、図6に示す作業重要度、作業優先度をもとに作業優先度を算出すると、以下のようになる。
(1)車両1:作業優先度31
(2)車両2:作業優先度15
(3)車両3:作業優先度15
(4)車両4:作業優先度15
(5)車両5:作業優先度50
車両運用計画変更処理部64によって、運用101〜運用104に車両1〜車両5を割り付ける。出区時間が早い運用から、車両を割り付けていく。

(A)「09:15にB駅から出区し6M以降の列車ダイヤを走行する103運用に車両を割り付ける」09:15時点でB駅に留置されている車両は、車両1、車両5である。それぞれの車両の作業優先度は、車両1で31、車両5で50なので、車両1を割り付ける。

(B)「10:00にB駅から出区し8M以降の列車ダイヤを走行する102運用に車両を割り付ける」10:00時点でB駅に留置されている車両は、車両2、車両3、車両5である。それぞれの車両の作業優先度は、車両2で15、車両3で15、車両5で50なので、車両2、車両3が割り付け候補となる。このように作業優先度が同じ場合は、車両の入区予定区所と運用の入区区所を比較し、同じものがあれば、その車両を優先的に割り付ける。この具体例の場合、車両2の入区予定区所はA駅、車両3の入区予定区所はA駅で、運用の入区区所はA駅なので、車両2、車両3が割り付け候補となる。車両2、車両3のうち、もとの計画で102運用に割り付けられていた車両である車両2を割り付ける。

(C)「12:30にB駅から出区し10M以降の列車ダイヤを走行する101運用に車両を割り付ける」12:30時点でB駅に留置されている車両は、車両3、車両4、車両5である。それぞれの車両の作業優先度は、車両3で15、車両4で15、車両5で50なので、車両3、車両4が割り付け候補となる。車両3の入区予定区所はA駅、車両4の入区予定区所はB駅で、運用の入区区所はB駅なので、車両4を割り付ける。

(D)「13:30にB駅から出区し12M以降の列車ダイヤを走行する104運用に車両を割り付ける」13:30時点でB駅に留置されている車両は、車両3、車両5である。それぞれの車両の作業優先度は、車両3で15、車両5で50なので、車両3を割り付ける。

全ての運用に車両が割り当たったため、車両運用計画変更は完了となる。

当日の入区予定区所判定処理部65によって、車両運用計画変更後の最終の入区区所と計画されていた当日の入区予定区所が一致しているかを判断する。
(a)車両1:予定入区区所(B駅)→車両運用計画変更後の最終の入区区所(A駅)
(b)車両2:予定入区区所(A駅)→車両運用計画変更後の最終の入区区所(A駅)
(c)車両3:予定入区区所(A駅)→車両運用計画変更後の最終の入区区所(B駅)
(d)車両4:予定入区区所(B駅)→車両運用計画変更後の最終の入区区所(B駅)
(e)車両5:予定入区区所(B駅)→車両運用計画変更後の最終の入区区所(B駅)
車両1と車両3の入区区所が一致していないため、この車両の運用変更が出来るタイミングを算出する。算出した結果、12:00〜13:30にB駅に留置されるので、このタイミングで車両運用計画変更を行う。

運用計画変更処理部61、車両運用計画変更処理部64によって、12:00以降、運用103、運用104に車両1、車両3を再度割り付ける。まず、運用計画変更処理部61によって、12:00を挟んで車両1に割り付けていた運用103を分割し、7Mまでの運用である運用103−1と、14Mからの運用である運用103−2とする。

車両運用計画変更処理部64によって、分割した運用103−2を車両3に、運用104を車両1に割り付ける。この結果、車両運用計画変更後の最終の入区区所と計画されていた当日の入区予定区所が全て一致し、無駄な回送運転を回避することが出来た。

＜第2指令の発明の動作(詳細)＞
図3のステップ53において、図1に示す構内作業計画システム構内作業計画変更端末22が区所サーバ20に格納された図9のような車両運用計画情報を取得し、構内作業計画自動変更処理部71、構内作業計画翌日移動処理部72、構内作業計画手動変更処理部73を用いて、計画された構内作業計画を変更する。ステップ53は、構内作業計画自動変更処理部71、構内作業計画翌日移動処理部72、構内作業計画手動変更処理部73からなる。以下、詳細を具体的に記載する。

図5のステップ71において、構内作業計画自動変更処理部71が、図11の区所毎の構内制約(作業標準時間、作業標準必須人数、区所施設制約)を考慮し、構内作業計画を変更する動作を行う。具体的には、区所ＩＤをキーとして作業毎の作業標準時間を保持する作業標準時間情報、区所ＩＤをキーとして作業毎の標準必須人数を保持する作業標準必須人数情報、区所ＩＤをキーとして区所の最大作業可能数を保持する区所施設制約情報の3つの制約情報をもとに構内作業計画情報を作成する。構内作業計画情報とは、区所ＩＤと車両ＩＤをキーとして当日実施予定の作業の作業名、作業開始時間、作業終了時間を保持する情報である。制約情報から外れる場合は、余裕がある時間帯に作業実施時間を移動する動作を行う。

図5のステップ72において、構内作業計画翌日移動処理部72が、当日、作業が出来なくて、検査周期期限が当日でない場合は、翌日に作業予定を変更する動作を行う。具体的には、車両運用計画が変更になり車両に予定されていた作業が全て実施出来ない場合は、作業優先度が低い作業から翌日の構内作業計画に移動する。

図5のステップ73において構内作業計画手動変更処理部73が、ステップ71、ステップ72で自動計画された構内作業計画を、構内作業計画者が変更出来る動作を行う。具体的には、システムが移動した後は、構内作業計画者が確認し、計画の変更を行うことも可能とする。制約を超えている場合でも、構内作業計画者が作業可能と判断した場合は、作業を追加、修正、削除をすることが出来る。

また、構内作業計画が指定の構内制約を超える状態が解決しない場合は、車両運用計画変更処理部64に車両運用計画の再作成を依頼するような動作を行う。

以下、具体例を用いて上記のステップ53の処理フローを説明する。

車両運用計画が変更される前の構内作業計画を図10(a)に示す。車両運用計画が変更されなければ、この計画通りに構内作業に関する業務が行われる。しかし、1Mの遅延に起因するダイヤ計画の変更により、図10(b)のように車両運用計画が変更された。そのため、車両1で08:45から09:45の間に予定されていた仕業検査、16:00から17:30の間に予定されていた車内清掃、車両4で12:15から13:15の間に予定されていた仕業検査が実施出来なくなる。また、この区所の作業員は、10人で、08:30から17:30が勤務時間であるという前提である。

そこで、構内作業計画自動変更処理部71によって、B駅の構内制約(図11参照。)をもとに、車両1の仕業検査を11:00から12:00の間に、車両4の仕業検査を16:30から17:30の間に行うように予定を自動で変更する。車両3の仕業検査も車両1の仕業検査の変更のため、13:00から14:00の間に行うように予定を自動で変更する。

車両1の車内清掃は作業を実施する時間がないため、構内作業計画翌日移動処理部72によって、翌日の構内作業計画に移動される。

この構内作業計画は、構内作業計画手動変更処理部73によって変更可能である。

10:中央指令装置、11:ダイヤ変更端末、20:区所サーバ、21:車両運用計画変更端末、22:構内計画変更端末、30:車両位置監視サーバ

Claims

列車ダイヤの変更に伴う鉄道運行計画を再作成する車両運用管理方法であって、
列車ダイヤの変更情報を受信するステップ、
車両位置情報取得処理部により、当該変更されたダイヤに関連する車両位置情報を取得するステップと、
車両運用変更判断処理部により、前記列車の前記車両位置情報と前記列車ダイヤの変更情報とから当該車両と前記ダイヤとの紐付けに関する車両運用の変更要否を判断するステップと、
前記変更要否判断が要の場合に、運用計画変更処理部により、前記列車ダイヤの変更情報に基づき、車両運用計画の再作成が必要な区所から出区する運用の中で最初に出区する時刻を抽出し、抽出した時刻以降に予定のある運用に対して、運用計画変更情報を作成するステップと、
前記車両運用変更判断処理部は、前記車両運用の変更が必要になる区所の情報と、運用に割りつけられていない車両数が出区する運用数よりも等しいかそれ以上になるか判断し、前記運用計画変更情報に基づき、車両が割り当てられていない運用に対して、出区する時刻が早い運用から、車両を割り当て、新たな運用を作成するステップと、
を備える車両運用管理方法。
請求項１に記載の車両運用管理方法において、
前記新たな運用を作成するステップの後に、構内作業計画自動変更処理部は、前記車両の整備に関する構内情報を参照し、当該作成された運用が構内制約を満たしているかを判断するステップを更に備えることを特徴とする車両運用管理方法。
列車ダイヤの変更に伴う鉄道運行計画を再作成する車両運用管理サーバであって、
列車ダイヤの変更情報を受信する受信部と、
当該変更されたダイヤに関連する列車の車両位置情報を取得する取得部と、
前記列車の車両位置情報と前記列車ダイヤの変更情報とから当該車両と前記ダイヤとの紐付けに関する車両運用の変更要否を判断する判断部と、
前記変更要否判断が要の場合に、前記列車ダイヤの変更情報に基づき、車両運用計画の再作成が必要な区所から出区する運用の中で最初に出区する時刻を抽出し、抽出した時刻以降に予定のある運用に対して、運用計画変更情報を作成し、
前記車両運用の変更が必要になる区所の情報と、運用に割りつけられていない車両数が出区する運用数よりも等しいかそれ以上になるか判断し、前記運用計画変更情報に基づき、車両が割り当てられていない運用に対して、出区する時刻が早い運用から、車両を割り当て、新たな運用を作成する処理部と、
を備える車両運用管理サーバ。
請求項３に記載の車両運用管理サーバにおいて、
前記車両の整備に関する構内情報を参照し、前記作成された運用が構内制約を満たしているかを判断する構内作業計画自動変更処理部を更に備えることを特徴とする車両運用管理サーバ。