JP7308119B2 - Vehicle operation plan generation method, vehicle operation plan generation device, and program - Google Patents

Vehicle operation plan generation method, vehicle operation plan generation device, and program Download PDF

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本発明は、車両運用計画生成方法、車両運用計画生成装置、及びプログラムに関する。 The present invention relates to a vehicle operation plan generation method, a vehicle operation plan generation device, and a program.

鉄道会社は一般に、線路設備や車両設備変更への対応や、輸送サービスの向上を目的として、ダイヤグラム(以下ダイヤ)の改正を行う。ダイヤは、交通機関の運行計画を表現した線図であり、運行図表とも呼ばれる。 Railway companies generally revise diagrams (hereinafter referred to as diagrams) in order to respond to changes in track equipment and vehicle equipment and to improve transportation services. A diagram is a diagram that expresses the operation plan of a transportation system, and is also called an operation chart.

ダイヤ改正を実施するにあたっては、各列車の各駅における発着時刻だけでなく、構内作業計画、乗務員運用計画等の様々な基本計画を生成することが要求される。構内作業計画は、各駅構内の着発番線や走行経路の計画であり、車両運用計画は、各列車に対する車両の割り当て計画である。乗務員運用計画は、運転士や車掌をどの列車にどの順番で乗せるかの計画である。また、異なる鉄道会社の車両が相互直通運転を行う路線では、各社の車両の走行キロが均衡するように、各列車に充当する車両を調整する必要もある。 When implementing a timetable revision, it is required to generate not only the departure and arrival times of each train at each station, but also various basic plans such as a yard work plan and a crew operation plan. The yard work plan is a plan for the arrival/departure tracks and travel routes in each station yard, and the rolling stock operation plan is a rolling stock allocation plan for each train. The crew operation plan is a plan for deciding which trains to put the drivers and conductors on in what order. In addition, on routes where vehicles of different railway companies operate through each other, it is necessary to adjust the vehicles allocated to each train so that the traveling kilometers of the vehicles of each company are balanced.

上述した様々な計画の多くは大規模で複雑な問題であることから、専門のエキスパートが多大な時間と労力をかけて生成しているのが一般的である。車両運用計画の策定に関する従来技術としては、例えば、特許文献1~3に記載のものがある。 Since many of the various plans described above are large-scale and complex problems, they are generally generated by specialized experts spending a great deal of time and effort. Patent documents 1 to 3, for example, disclose conventional techniques related to formulating a vehicle operation plan.

特開2003-154939号公報JP-A-2003-154939 特開2005-259052号公報JP-A-2005-259052 特開2003-306147号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-306147

しかしながら、ダイヤ案に示される列車の発着情報に基づいて車両運用計画を問題なく生成できても、実際の運行上において不適な部分(例えば、交番に係る制約を守れない部分)を含む場合があった。車両運用計画の不適な部分を見いだす作業や、不適な部分に応じてダイヤを修正し、構内作業計画や車両運用計画に反映する作業は、経験と知識を持つ者によって人手で行われていた。このため、車両運用計画の策定は煩雑であり長い時間を要していた。 However, even if the rolling stock operation plan can be generated without any problems based on the train departure and arrival information shown in the timetable proposal, there are cases where it contains unsuitable parts (for example, parts that cannot comply with the restrictions related to the police box) in terms of actual operation. rice field. The work of finding inadequate parts of the rolling stock operation plan, correcting the timetable according to the inadequate parts, and reflecting it in the on-site work plan and rolling stock operation plan was done manually by people with experience and knowledge. Therefore, formulating a vehicle operation plan was complicated and took a long time.

本発明は、ダイヤの修正作業の負担を軽減して車両運用計画の策定を容易化可能な車両運用計画生成方法、車両運用計画生成装置、及びプログラムを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a vehicle operation plan generation method, a vehicle operation plan generation device, and a program that can facilitate formulation of a vehicle operation plan by reducing the burden of timetable correction work.

本発明の実施例の一つは、情報処理装置が、
列車のダイヤ案のデータと、前記ダイヤ案の変更可能箇所を示すデータとを受け付け、
前記ダイヤ案のデータを用いて、前記ダイヤ案に基づく車両運用計画の実行可能解を数理計画法により求め、
前記実行可能解が求まらない場合に、前記変更可能箇所を示すデータを用いて、前記ダイヤ案を修正し、
修正したダイヤ案に基づく車両運用計画の実行可能解を数理計画法により求め、
得られた実行可能解に基づく車両運用計画のデータを出力する、
ことを含む車両運用計画生成方法である。
In one of the embodiments of the present invention, an information processing device includes:
Receiving data of a proposed train schedule and data indicating changeable portions of the proposed timetable,
Using the data of the timetable plan, obtaining a feasible solution for a vehicle operation plan based on the timetable plan by mathematical programming,
When the feasible solution cannot be obtained, using the data indicating the changeable part, correcting the timetable plan,
Using mathematical programming, find a feasible solution for the vehicle operation plan based on the revised timetable plan,
Output data of vehicle operation plan based on the obtained feasible solution,
It is a vehicle operation plan generation method including.

車両運用計画生成方法において、前記情報処理装置が、前記ダイヤ案のデータとともに、又は前記実行可能解が求まらない場合に、前記変更可能箇所のデータの入力を促す画面を表示する
ことをさらに含む、構成を採用してもよい。
In the rolling stock operation plan generation method, the information processing device further displays a screen prompting the input of the data of the changeable parts together with the data of the timetable plan or when the feasible solution cannot be obtained. A configuration including:

車両運用計画生成方法において、前記情報処理装置が、前記ダイヤ案の編集画面を表示し、前記編集画面を用いて生成された前記ダイヤ案の修正箇所を示すデータを、前記変更可能箇所を示すデータとして記憶することをさらに含む、構成を採用してもよい。 In the rolling stock operation plan generating method, the information processing device displays an editing screen for the timetable plan, and converts data indicating correction points of the timetable plan generated using the editing screen into data indicating the changeable points. Arrangements may be employed further comprising storing as .

車両運用計画生成方法において、前記情報処理装置は、前記ダイヤ案のデータを用いて、前記車両運用計画のモデルとして、前記車両運用計画に係る事象を示すノードと、前記ノード間を接続する重みを持ったアークとからなるネットワークを生成し、前記変更可能箇所は、前記ネットワークに追加するアークである追加アークにより表現され、前記追加アークは、前記実行可能解を求めるために選択される、構成を採用してもよい。 In the rolling stock operation plan generation method, the information processing device uses data of the timetable proposal to create a model of the rolling stock operation plan, including nodes indicating events related to the rolling stock operation plan and weights connecting the nodes. and the modifiable points are represented by additional arcs that are arcs added to the network, and the additional arcs are selected to find the feasible solution. may be adopted.

前記変更可能箇所は、前記追加アークと、前記追加アークによって前記ネットワーク中のノードと接続されるダミーノードとにより表現される、構成を採用してもよい。この場合、前記実行可能解の求解において、前記ネットワーク中のノードは求解に使用され、前記ダミーノードは、求解における使用及び不使用を選択可能である、構成を採用してもよい。 A configuration may be adopted in which the changeable location is represented by the additional arc and a dummy node connected to a node in the network by the additional arc. In this case, a configuration may be adopted in which nodes in the network are used for solving the feasible solution, and the dummy nodes can be used or not used in solving the solution.

また、前記追加アークには、前記実行可能解の求解における、前記追加アークの使用の優先度を示す重みが設定されている、構成を採用してもよい。また、前記実行可能解は、前記ネットワークを用いて混合整数計画法により算出される、構成を採用してもよい。 Further, a configuration may be adopted in which a weight indicating a priority of use of the additional arc in solving the feasible solution is set to the additional arc. Also, the feasible solution may be calculated by mixed integer programming using the network.

車両運用計画生成方法において、前記情報処理装置は、前記ダイヤ案と、前記ダイヤ案の運行に使用する車両に係る車両情報に基づく車両運用計画の実行可能解を求める、構成を採用してもよい。また、前記情報処理装置は、前記ダイヤ案と、前記ダイヤ案の運行に使用する車両の検査に係る検査情報に基づく車両運用計画の実行可能解を求める、構成を採用してもよい。また、前記情報処理装置は、前記ダイヤ案が複数の運行会社の直通運転を含む場合における、駅間の運行会社別のキロ程を示すキロ程情報を考慮した車両運用計画の実行可能解を求める、構成を採用してもよい。 In the vehicle operation plan generation method, the information processing device may obtain a feasible solution for the vehicle operation plan based on the timetable plan and vehicle information related to vehicles used for operation of the timetable plan. . Further, the information processing device may employ a configuration that obtains a feasible solution for a vehicle operation plan based on the timetable plan and inspection information related to inspections of vehicles used for operation of the timetable plan. Further, the information processing device obtains a feasible solution of the rolling stock operation plan in consideration of the mileage information indicating the mileage between stations for each operating company when the timetable plan includes through operations of a plurality of operating companies. , configuration may be employed.

本発明の実施例の一つは、列車のダイヤ案のデータと、前記ダイヤ案の変更可能箇所を示すデータとを受け付ける処理と、前記ダイヤ案のデータを用いて、前記ダイヤ案に基づく車両運用計画の実行可能解を数理計画法により求める処理と、前記実行可能解が求まらない場合に、前記変更可能箇所を示すデータを用いて、前記ダイヤ案を修正する処理と、修正したダイヤ案に基づく車両運用計画の実行可能解を数理計画法により求める処理と、得られた実行可能解に基づく車両運用計画のデータを出力する処理と、を実行する制御部と、を含む車両運用計画生成装置である。 One of the embodiments of the present invention includes processing for receiving data of a train timetable plan and data indicating changeable locations in the timetable plan, and using the data of the timetable plan to operate rolling stock based on the timetable plan. A process of obtaining a feasible solution of the plan by mathematical programming, a process of correcting the timetable plan using the data indicating the changeable parts when the feasible solution cannot be found, and the corrected timetable plan. A vehicle operation plan generation including a control unit that executes a process of obtaining a feasible solution of the vehicle operation plan based on mathematical programming and a process of outputting data of the vehicle operation plan based on the obtained feasible solution It is a device.

本発明の実施例の一つは、コンピュータに、
列車のダイヤ案のデータと、前記ダイヤ案の変更可能箇所を示すデータとを受け付けるステップと、
前記ダイヤ案のデータを用いて、前記ダイヤ案に基づく車両運用計画の実行可能解を数理計画法により求めるステップと、
前記実行可能解が求まらない場合に、前記変更可能箇所を示すデータを用いて、前記ダイヤ案を修正するステップと、
修正したダイヤ案に基づく車両運用計画の実行可能解を数理計画法により求めるステップと、
得られた実行可能解に基づく車両運用計画のデータを出力するステップと、
を実行させるプログラムである。
One embodiment of the present invention provides a computer with
a step of receiving data of a train timetable proposal and data indicating changeable portions of the timetable proposal;
a step of obtaining a feasible solution for a rolling stock operation plan based on the timetable proposal by mathematical programming using data of the timetable proposal;
a step of correcting the timetable plan using the data indicating the changeable locations when the feasible solution cannot be obtained;
a step of obtaining a feasible solution for a rolling stock operation plan based on the revised timetable plan by mathematical programming;
a step of outputting vehicle operation plan data based on the obtained feasible solution;
is a program that executes

本発明によれば、ダイヤの修正作業の負担を軽減して車両運用計画の策定を容易化することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the burden of correction work of a timetable can be reduced, and formulation of a vehicle operation plan can be facilitated.

図1は、仕業の例を示す。FIG. 1 shows an example of the work. 図2は、交番の例を示す。FIG. 2 shows an example of alternation. 図3は、ダイヤの修正による仕業の組み替え例を示す。FIG. 3 shows an example of rearrangement of actions by modifying diamonds. 図4Aは方法1の説明図であり、図4Bは方法2の説明図であり、図4Cは方法3の説明図である。4A is an explanatory diagram of method 1, FIG. 4B is an explanatory diagram of method 2, and FIG. 4C is an explanatory diagram of method 3. FIG. 図5Aは方法4の説明図であり、図5Bは方法5の説明図であり、図5Cは方法6の説明図である。5A is an explanatory diagram of method 4, FIG. 5B is an explanatory diagram of method 5, and FIG. 5C is an explanatory diagram of method 6. FIG. 図6は、実施形態に係る車両運用計画生成装置で行うプロセスを示す。FIG. 6 shows a process performed by the vehicle operation plan generation device according to the embodiment. 図7A及びBは、列車ダイヤ生成の説明図である。7A and 7B are explanatory diagrams of train diagram generation. 図8A及びBは、列車ダイヤ生成の説明図である。8A and 8B are explanatory diagrams of train diagram generation. 図9は、列車ダイヤ生成の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of train diagram generation. 車両運用計画生成装置として動作する情報処理装置(コンピュータ)のハードウェア構成例を示す。1 shows a hardware configuration example of an information processing device (computer) that operates as a vehicle operation plan generation device. 図11は、列車ダイヤ生成処理の例を示すフローチャートである。FIG. 11 is a flow chart showing an example of train schedule generation processing. 図12は、車両情報のファイルを説明する図である。FIG. 12 is a diagram for explaining a vehicle information file. 図13は、検査情報のファイルを説明する図である。FIG. 13 is a diagram for explaining a file of inspection information. 図14は、キロ定情報のファイルを説明する図である。FIG. 14 is a diagram for explaining a file of mileage constant information. 図15は、基地内帯泊本数のファイルを説明する図である。FIG. 15 is a diagram for explaining the file of the number of overnight stays in the base. 図16は、メニュー画面の表示例を示す。FIG. 16 shows a display example of the menu screen. 図17は、変更箇所編集画面の表示例を示す。FIG. 17 shows a display example of the change editing screen. 図18は、最適解が発見された場合の画面表示例を示す。FIG. 18 shows a screen display example when the optimum solution is found. 図19は、キロ程の出力データ(帳表)の例を示す。FIG. 19 shows an example of kilometer output data (table). 図20は、最適解が発見されない場合の画面表示例を示す。FIG. 20 shows a screen display example when the optimum solution is not found. 図21Aは仕業の例を示し、図21Bは仕業を車両運用ネットワークとして示した図である。FIG. 21A shows an example of work, and FIG. 21B is a diagram showing work as a vehicle operation network. 図22A~Cは,ダミーノードと追加アークの設定例を示す。22A to 22C show setting examples of dummy nodes and additional arcs. 図23A~Cは、ダミーノードと追加アークの設定例を示す。23A-C show examples of setting dummy nodes and additional arcs. 図24Aは整理前のネットワークを示し、図24Bは整理後のネットワークを示す。FIG. 24A shows the network before cleaning and FIG. 24B shows the network after cleaning. 図25は、A43仕業の出力例を示す。FIG. 25 shows an output example of A43. 図26は、応答実行例中の制約なしでの交番出力例を示す。FIG. 26 shows an example alternating output without constraints during an example response run. 図27は、夜間留置場所を指定した例を示す。FIG. 27 shows an example of designating a nighttime detention location. 図28は、回送列車計算を活用した例を示す。FIG. 28 shows an example utilizing forward train calculation. 図29は、図28からE64,E65仕業を抽出して示す。FIG. 29 shows the actions of E64 and E65 extracted from FIG. 図30は、表4~7を示す。FIG. 30 shows Tables 4-7.

以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。以下の実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成に限定されない。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below based on the drawings. The configurations of the following embodiments are examples, and the present invention is not limited to the configurations of the embodiments.

<列車ダイヤ案の策定>
列車を運行するにあたり、最も基本となる計画は列車ダイヤである。列車運行に係わる情報はすべて列車ダイヤに紐づけられているといっても過言ではない。従って、ダイヤ改正において、ダイヤを変更することは、列車の発着時刻を変更するだけではなく、関連するすべての計画を作り直すことを意味する。
<Formulation of draft train schedule>
The train schedule is the most basic plan for operating trains. It is no exaggeration to say that all information related to train operations is linked to train schedules. Therefore, in timetable revision, changing the timetable means not only changing the departure and arrival times of trains, but also recreating all related plans.

列車ダイヤには様々な情報が含まれている。初期のダイヤ案は、主に以下の3つのフェーズで検討し、生成する。
(1)はじめに、どのような列車を、どの区間にどのくらい走らせるか、すなわち、各駅停車の他に、急行や特急といった停車駅の異なる列車種別を複数用意する。それらの始発駅及び終着駅、おおよその運転間隔(例えば10分や30分)、運転本数を時間帯ごとに検討する。
(2)続いて、各列車の所要時間や各列車同士の接続等を考慮しながら、各駅で使用できるホームの番線等を勘案し、各駅の着発時刻、通過時刻、着発番線を時間帯毎に検討する。
(3)以上の検討が済んだのち、使用可能な車両編成数や収容場所等を考慮し、必要により回送列車を設定しながら、早朝から深夜にわたる、1日分の初期のダイヤ案を策定する。
A train schedule contains a variety of information. Initial timetable proposals are mainly examined and generated in the following three phases.
(1) First, what kind of train is to be run in which section and how long. The start and end stations, approximate operation intervals (for example, 10 minutes or 30 minutes), and the number of operations are examined for each time zone.
(2) Next, while considering the time required for each train and the connection between each train, take into consideration the number of platforms that can be used at each station, etc. Consider each.
(3) After the above considerations have been completed, consider the number of trains that can be used and where they can be accommodated. .

初期列車ダイヤ案が策定されると、所有している車両をどの列車に、どのような順番で充当していくかを定める車両運用計画の策定を行う。他に、運転士や車掌といった乗務員の運用計画など、列車ダイヤに付随する様々な計画の策定作業が始まる。列車ダイヤに付随する計画がすべて成立するように、必要により初期のダイヤ案に修正を加えながら計画の策定を進める。そして、全ての計画が成立する最終的なダイヤが完成すると、ダイヤ改正を実施することができる。 Once the draft initial train schedule is formulated, a rolling stock operation plan is formulated to determine which trains the owned rolling stock will be assigned to and in what order. In addition, the work of formulating various plans associated with the train schedule, such as the operation plan for crew members such as drivers and conductors, will begin. In order to make all the plans associated with the train schedule come true, we will proceed with the formulation of the plan while making corrections to the initial schedule plan as necessary. Then, when the final timetable for all plans is completed, timetable revisions can be implemented.

<車両運用計画の概要>
車両運用計画には、大きく二つの種類の計画がある。一つ目は仕業(あるいは運用)と呼ばれる、ある車両の1日の動きを示す計画である。図1は、仕業の例を示す。図1では、ある車両は、6時7分に9122 列車としてB駅を出発し、A駅に6時35分40秒に到
着する。その後、折り返し運転の6時41分30秒発の1701 列車でC駅に向かう。以降
、同様の手法で各列車に充当され、この日は19時52分に9236 列車としてE駅の車庫
に入庫して、一日の仕業を終える。
<Overview of rolling stock operation plan>
There are roughly two types of vehicle operation plans. The first is called a work (or operation), a plan that shows the daily movements of a vehicle. FIG. 1 shows an example of the work. In FIG. 1, a vehicle leaves station B at 6:07 as train 9122 and arrives at station A at 6:35:40. After that, take the 1701 train that departs at 6:41:30 and heads for C station. After that, the same method is applied to each train, and on this day, at 19:52, train 9236 entered the garage at E station and finished the day's work.

二つ目は、交番(あるいは運用順序)と呼ばれる。交番は、仕業と、仕業が順番に並んだ棒ダイヤと呼ばれる図表で表される。交番は、例えば、6両編成のグループ、10両編成のグループ、特急車のグループのような、同一の車種や管理区分などの所定の分類方法により分けられたグループ(以下、「運用グループ」と呼ぶ)毎に生成される。 The second is called koban (or operational order). A koban is represented by a diagram called a bar diagram in which the actions and actions are arranged in order. Police boxes are divided into groups (hereinafter referred to as "operation groups") divided by a predetermined classification method such as the same vehicle type and management classification, such as a group of 6-car trains, a group of 10-car trains, and a group of express trains. called).

図2は、交番の例を示す。図2に示す例では、A11運用からA18運用までの8つの運用パターン(仕業)がある。A11運用の次の日の運用パターンはA12運用となり、その翌日はA13運用と進む。A18運用の翌日の運用パターンはA11運用に戻る。また、A11運用とA13運用において検査が行われる。このように、交番は、各車両が交番内の各仕業を1日ごとに、最初の仕業から順番に進んだ後、最後の仕業が終わると、その翌日の最初の仕業に戻ることができるように生成する。 FIG. 2 shows an example of alternation. In the example shown in FIG. 2, there are eight operation patterns (work) from A11 operation to A18 operation. The operation pattern for the day following the A11 operation will be the A12 operation, and the next day will proceed to the A13 operation. The operation pattern on the day after the A18 operation returns to the A11 operation. In addition, inspection is performed in the A11 operation and the A13 operation. In this way, the koban is designed so that each vehicle can go through each task within the koban one day at a time, starting with the first task, and then return to the first task of the next day after completing the last task. to generate

車両運行計画を生成する際には、多数の事項の考慮が要求される。事項は、車両が充当される列車の編成両数(6両分のホームしかない駅に停車する列車に対し、10両編成の車両を充当することはできない等)や、車両毎の所属基地(重要な検査やメンテナンス作業は所属している基地で行う必要がある)、各種検査周期(列車検査と月検査)、夜間の
留置場所(留置可能な場所か)、留置可能本数などを含む。
A number of considerations are required when generating a vehicle trip plan. Matters include the number of trains to which the vehicle is allocated (e.g., a train stopping at a station with only six platforms cannot be allocated a 10-car train), and the base to which each vehicle belongs ( Important inspections and maintenance work must be done at the base to which they belong), various inspection cycles (train inspections and monthly inspections), nighttime storage locations (whether it is possible to store them), number of trains that can be stored, etc.

初期ダイヤ案は、車両の次の充当先(どの列車の次にどの列車に充当するか)や、車両の回送元(どこから車両を回送してきてどの列車に充当するか)等、一日の車両の動きである仕業を意識して生成される。しかし、初期ダイヤ案の生成において交番は意識されていない。このため、初期ダイヤ案の段階で生成された仕業を並べ替えただけでは、交番生成に必要な制約を守ることができない場合がある。 The initial timetable proposal is based on the number of vehicles for the day, such as the next destination of the vehicle (which train should be allocated after which train), the origin of the vehicle (where should the vehicle be forwarded from and which train should be allocated), etc. It is generated with awareness of the work that is the movement of However, the generation of the initial timetable plan does not consider the police box. For this reason, it may not be possible to comply with the constraints necessary for generating a police box simply by rearranging the activities generated at the stage of the initial timetable proposal.

例えば、留置本数が1本のみの場所を朝出庫した車両が一日の仕業を終えて同じ場所に留置される仕業が初期ダイヤ案で設定されたと仮定する。この仮定における車両は、臨時に回送列車等を運転しない限り、上述の仕業に永遠に充当されることになる。このため、交番を成立させることが出来ない。 For example, it is assumed that the initial timetable plan sets the operation in which a vehicle leaving a place where only one vehicle is parked in the morning is parked at the same place after finishing the day's work. The vehicle in this assumption will be permanently used for the above-mentioned work unless it is temporarily operated as a forwarding train or the like. Therefore, a police box cannot be established.

図3は、ダイヤの修正による仕業の組み替え例を示す。初期ダイヤ案の仕業を並び替えた結果、図3の左側に示す交番が生成されたと仮定する。図3において、「検」の文字は検査を、A~Eは駅名を示す。左側の交番では、車両に対し、1日目に検査を行った後、5日目に次の検査を行い、6日目までの仕業を終えると、1日目に戻り検査を行う。ところが、検査の周期が4日以内と定められている場合、図3の左側の交番は成立しない。さらに、検査周期の制約を満たすように仕業を並べ替えることもできない。 FIG. 3 shows an example of rearrangement of actions by modifying diamonds. Assume that the police box shown on the left side of FIG. In FIG. 3, the letters "ken" indicate inspections, and A to E indicate station names. At the police box on the left side, the vehicle is inspected on the first day, then on the fifth day, and then on the fifth day. However, if the inspection cycle is set to within 4 days, the police on the left side of FIG. 3 does not hold. Furthermore, the tasks cannot be rearranged so as to satisfy the constraint of the inspection period.

図3の左側に示すケースでは、ダイヤを変更し、検査周期の制約を満たすように計画を修正することが要求される。例えば、4日目の出庫場所をC駅からE駅に変更し、6日目の出庫場所をE駅からC駅に変更するダイヤの修正が可能である場合、図3の右側に示すように仕業を並べ替え、検査周期を満たす交番が生成される。このように、ダイヤ改正においては、列車ダイヤ案の一部を修正し、修正された仕業から全ての制約を満たす交番が出来るかどうかを検討する、という作業を、すべての制約が満たされるまで繰り返す。 In the case shown on the left side of FIG. 3, it is required to change the schedule and modify the plan to meet inspection period constraints. For example, if it is possible to modify the timetable to change the departure location from C station to E station on the 4th day and change the departure location from E station to C station on the 6th day, as shown on the right side of FIG. The jobs are rearranged to generate an alternation that satisfies the inspection period. In this way, in the timetable revision, we modify part of the draft train schedule and examine whether or not a police box that satisfies all the constraints can be made from the modified work, and repeat this process until all the constraints are satisfied. .

<車両運用計画に伴う列車ダイヤ案の修正>
車両運用計画を完成させるためにダイヤの修正を要する場合がある。ダイヤの修正を行う方法として、以下の方法が主に使用される。
<Modification of draft train schedule according to vehicle operation plan>
It may be necessary to modify the schedule in order to complete the rolling stock operation plan. The following method is mainly used as a method of modifying diamonds.

(方法1)出庫場所・入庫場所を変更する。
図4Aは方法1の説明図である。図4Aの左図では、回送列車aはB駅から出庫し、回送列車bはA駅から出庫している。右図では、回送列車aがA駅から出庫し、回送列車bがB駅から出庫するように、出庫場所が夫々変更されている。図4A~C、図5A~Cにおいて、円印は出庫を示し、三角形は入庫を示す。また、駅間を結ぶ斜めの直線は列車を示し、長方形が挿入された直線は回送列車を示す。
(Method 1) Change the delivery location/receipt location.
FIG. 4A is an illustration of Method 1. FIG. In the left diagram of FIG. 4A, the forwarding train a departs from B station, and the forwarding train b departs from A station. In the right figure, the departure locations are changed so that the forwarding train a departs from A station and the forwarding train b departs from B station. In FIGS. 4A-C and 5A-C, a circle indicates an exit, and a triangle indicates an entry. In addition, diagonal straight lines connecting stations indicate trains, and straight lines in which rectangles are inserted indicate out-of-service trains.

(方法2)折り返し駅での充当列車を変更する。
図4Bは方法2の説明図である。図4Bの左図では、折り返しの列車cに列車bの車両を充当し、折り返しの列車dに列車aの車両を充当している。図4Bの右図では、折り返しの列車cに列車aの車両を充当し、折り返しの列車dに列車bの車両を充当する変更が行われている。
(Method 2) Change the appropriate train at the turn-around station.
FIG. 4B is an explanatory diagram of Method 2. FIG. In the left diagram of FIG. 4B, the vehicle of the train b is assigned to the return train c, and the vehicle of the train a is assigned to the return train d. In the right diagram of FIG. 4B, a change has been made in which the vehicles of train a are assigned to the return train c, and the vehicles of train b are assigned to the return train d.

(方法3)回送列車の時刻変更と折り返し駅での充当列車を変更する。
図4Cは方法3の説明図である。図4Cの左図では、B駅からC駅へ向かう回送列車bが、C駅からの折り返し列車cとすれ違う。列車cには列車aの車両が充当されており、回送列車bは、C駅からの折り返し列車dに充当される。図4Cの右図では、回送列車bが列車aより早くC駅に到着するように発車時刻が変更されている。また、折り返しの列車cに回送列車bの車両を充当し、折り返しの列車dに列車aの車両を充当する変更が行
われている。
(Method 3) Change the time of the forwarding train and change the appropriate train at the return station.
FIG. 4C is an illustration of Method 3. FIG. In the left diagram of FIG. 4C, a forwarding train b heading from B station to C station passes a return train c from C station. The vehicle of the train a is used for the train c, and the forwarding train b is used for the return train d from the C station. In the right diagram of FIG. 4C, the departure time is changed so that the forwarding train b arrives at C station earlier than the train a. In addition, a change has been made in which the cars of the forwarding train b are used for the return train c, and the cars of the train a are used for the return train d.

(方法4)回送列車を追加で運行する。
図5Aは方法4の説明図である。図5Aの左図では、B駅に到着した列車aが折り返しの列車dに充当されている。図5Aの右図では、列車aの後に回送列車bがB駅に到着する。列車aは回送列車cとなり、回送列車bは、C駅にて列車dに充当される。
(Method 4) Operate additional forwarding trains.
FIG. 5A is an illustration of Method 4. FIG. In the left diagram of FIG. 5A, the train a arriving at the B station is assigned to the turn-around train d. In the right diagram of FIG. 5A, forwarding train b arrives at B station after train a. Train a becomes forwarding train c, and forwarding train b is assigned to train d at C station.

(方法5)出入庫の追加による車両を差し替える。
図5Bは方法5の説明図である。図5Bの左図では、B駅に到着した列車aが折り返しの列車bに充当されている。図5Bの右図では、列車aはB駅に入庫され、列車bにはB駅から出庫された車両が充当されるように変更されている。
(Method 5) Replace a vehicle by adding an entry/exit.
FIG. 5B is an illustration of Method 5. FIG. In the left diagram of FIG. 5B, the train a arriving at the B station is assigned to the turn-around train b. In the right diagram of FIG. 5B, the train a is changed to enter the B station, and the train b leaves the B station.

(方法6)列車の始発駅または終着駅を変更する。
図5Cは方法6の説明図である。図5Cの左図では、C駅に到着した列車aが折り返しの列車dに充当され、B駅に到着した列車bが折り返しの列車cに充当されている。図5Cの右図では、C駅に到着した列車aの車両が列車cに充当されることで、列車cの始発駅がB駅からC駅に変更されている。また、B駅に到着した列車bの車両が列車dに充当されることで、列車dの始発駅がC駅からB駅に変更されている。
(Method 6) Change the starting station or terminal station of the train.
FIG. 5C is an illustration of Method 6. FIG. In the left diagram of FIG. 5C, the train a arriving at C station is assigned to the return train d, and the train b arriving at B station is assigned to the return train c. In the right diagram of FIG. 5C, the starting station of train c is changed from B station to C station by allocating the vehicle of train a arriving at C station to train c. Also, the starting station of train d is changed from station C to station B by allocating the vehicle of train b arriving at station B to train d.

上記した方法1~6以外に、その他やむを得ない場合は列車を削除する(方法7)が行われている。方法1~7を組み合わせ、ダイヤの修正と、車両の仕業・交番の生成とを往復しながら、初期ダイヤ案の修正が行われる。 In addition to the methods 1 to 6 described above, a train is deleted (method 7) in unavoidable cases. By combining the methods 1 to 7, the initial timetable proposal is revised while going back and forth between the timetable revision and the creation of the work of the vehicle and the police turn.

初期のダイヤ案は要求される輸送サービスに関し、1日の運行に焦点をあてて理想的に生成される。このため、車両の交番上の都合に伴う初期ダイヤ案からの変更は可能な限り少ない方が好ましい。一方、所有車両数が多く、夜間の車両の留置場所も多岐にわたる場合、一度のダイヤ修正で制約を満たす交番を生成できることは稀であり、修正を要する箇所が多岐に亘ることが多い。このため、交番を生成する作業は非常に困難であり、現状、エキスパートであっても検討に多くの時間と労力を要している。 Initial timetable proposals are ideally generated with a focus on daily operations in terms of transport services required. For this reason, it is preferable to make as few changes as possible from the initial timetable plan due to the circumstances of the police station of the vehicle. On the other hand, when the number of owned vehicles is large and the number of locations where vehicles are kept at night is diverse, it is rare to generate a police box that satisfies the constraints by modifying the timetable once, and there are many locations that require modification. For this reason, the task of generating a police box is extremely difficult, and at present, even an expert needs a lot of time and effort to study it.

<課題>
車両運用計画に関する研究にはダイヤ改正時に策定される基本計画(仕業と交番)と呼ばれるものと、基本計画策定後、毎日の各仕業に、どの編成を充当するかを決定する計画(ここでは回帰計画と呼ぶ)について、これまで様々な研究がなされてきた。しかし、従来の研究では、車両運用計画と、駅の着発番線変更やダイヤの変更については別々の問題として取り扱われてきた。このため車両運用計画の生成に必要な発着番線の変更による、列車ダイヤに与える影響を十分に考慮したものはみられない。
<Challenge>
In research on vehicle operation plans, there is a plan called the basic plan (work and police box) that is formulated at the time of timetable revision, and a plan that decides which train set is appropriated for each work every day after the basic plan is formulated (recurrence here). Various studies have been conducted on the concept of planning. However, in previous studies, rolling stock operation planning and changes in station arrival/departure lines and timetables have been treated as separate issues. For this reason, there is no method that fully considers the effect on the train timetable due to the change of the departure/arrival number, which is necessary for the creation of the rolling stock operation plan.

<装置の概要>
以下、実施形態に係る車両運用計画生成装置について説明する。実施形態に係る車両運用計画生成装置は、実際のダイヤ改正業務における車両運用計画策定と車両運用計画策定に伴う列車ダイヤの修正を同時に取扱い、現実の路線において実行可能な最適解を、数理計画法を用いて比較的短時間で自動的に生成するものである。数理計画法は、数学的手法に基づいて、与えられた制約条件の下で、目的関数を最大化又は最小化する手法であり、数学的な厳密解が求まる。
<Overview of equipment>
A vehicle operation plan generating device according to an embodiment will be described below. The rolling stock operation plan generating device according to the embodiment simultaneously handles the formulation of rolling stock operation plans in the actual timetable revision work and the correction of the train schedule accompanying the formulation of the rolling stock operation plans, and calculates the optimum solution that can be executed on the actual route using mathematical programming. is automatically generated in a relatively short time using Mathematical programming is a method of maximizing or minimizing an objective function under given constraints based on a mathematical method, and an exact mathematical solution can be obtained.

図6は、実施形態に係る車両運用計画生成装置で行うプロセスを示す。本プロセスでは、最初に、ダイヤ案計画を策定する。ダイヤ案計画の工程では、実際のダイヤ改正業務プロセスに則り、列車の発着時刻、駅構内番線、入れ換え計画(折返し充当列車の指定や回送列車等)、少なくとも1日の運行に必要な情報がすべて設定されたダイヤ案(初期ダイ
ヤ案と呼ぶ)を用意し、車両運用計画生成装置に入力する(S1)。
FIG. 6 shows a process performed by the vehicle operation plan generation device according to the embodiment. In this process, first, a timetable plan is formulated. In the timetable planning process, in accordance with the actual timetable revision work process, train departure and arrival times, station premises number lines, replacement plans (designation of return trains, out-of-service trains, etc.), and all information necessary for at least one day's operation A set timetable plan (referred to as an initial timetable plan) is prepared and input to the rolling stock operation plan generator (S1).

続いて、列車ダイヤ全体に対する影響を考慮した上で初期ダイヤ案からの変更が可能と判断できる箇所(変更可能箇所)の情報を設定する(S2)。変更可能箇所の情報の設定は、手動でも自動でもよい。変更可能箇所の情報は、予め静的に設定されても、解がない場合に事後的に入力されてもよい。 Subsequently, information of locations where it can be determined that changes from the initial timetable proposal are possible (changeable locations) is set (S2). The setting of the changeable part information may be done manually or automatically. The information on the changeable parts may be set statically in advance, or may be input after the fact when there is no solution.

初期ダイヤ案と変更可能箇所との二つの情報から、検査周期等の各種制約を満たした、複数の運用グループの仕業と交番を自動的に生成する。このとき、初期ダイヤ案からの変更を最低限に抑えるのが好ましい。また、複数の鉄道会社(運行会社)が相互直通運転を行っている場合には、直通列車に関する走行キロの調整も自動的に行う(S3)。S3において実行可能解があれば、ダイヤが決定される(S4)。 From the two pieces of information, the initial timetable plan and the changeable locations, the operations and police boxes of a plurality of operation groups that satisfy various constraints such as inspection intervals are automatically generated. At this time, it is preferable to minimize changes from the initial timetable plan. In addition, when a plurality of railway companies (operating companies) are conducting mutual direct operation, the running kilometers of direct trains are automatically adjusted (S3). If there is a feasible solution in S3, the schedule is determined (S4).

図7A及びB、図8A及びB、並びに図9は、列車ダイヤ生成及び修正の説明図である。図7Aにおいて、A駅、B駅、C駅が直線で示されている。図7Aにおいて、直線は1日の時間の流れを示し、時間は紙面の左から右に流れている。始発駅の出発時刻と終着駅の到着時刻との間に斜めの直線が引かれる。この直線は列車を示す。このようにして、ダイヤは、各駅からの列車の発着時刻、列車の走行区間を示す。図7Aのダイヤに関して、A駅及びC駅の夫々の夜間留置は1本である。A駅及びC駅には、ホームが2本ある。B駅には車庫がある。 7A and B, FIGS. 8A and B, and FIG. 9 are explanatory diagrams of train diagram generation and correction. In FIG. 7A, A station, B station, and C station are indicated by straight lines. In FIG. 7A, a straight line indicates the flow of time in a day, and time flows from left to right on the page. A diagonal straight line is drawn between the departure time at the starting station and the arrival time at the terminal station. This straight line indicates a train. In this way, the diagram indicates the departure and arrival times of trains from each station, and the running section of the train. With respect to the diagram of FIG. 7A, there is one overnight detention at each of A station and C station. A station and C station have two platforms. There is a garage at B station.

図7Bは、仕業の策定作業を示す。白丸は「出庫」を示し、三角は「入庫」を示す。A駅、B駅、C駅の夫々の最初の列車に対して、「出庫」を示す白丸が付される。A駅及びC駅の最初の始発列車には、A駅及びC駅のそれぞれにおいて夜間留置(入庫)された車両が割り当てられる。B駅の最初の始発列車は車庫から出庫される車両が割り当てられる。また、B駅からA駅へ向かう始発列車に対し、車庫から出庫する車両が割り当てられる。また、各駅の始発列車に、折り返し運転の車両を割り当てることができる場合は、到着時刻と折り返しの出発時刻とが、曲線で結ばれる。 FIG. 7B shows the task formulation work. A white circle indicates "outgoing" and a triangle indicates "entering". A white circle indicating "departure" is added to the first trains of each of A station, B station, and C station. The first trains at A station and C station are assigned the cars that are stored (stored) at A station and C station at night, respectively. The first train at station B is assigned a vehicle leaving the garage. Also, the first train heading from B station to A station is assigned a vehicle leaving the garage. In addition, when it is possible to allocate a vehicle for turn-around operation to the first train at each station, the arrival time and turn-around departure time are connected by a curve.

図7Bにおいて、折り返し運転の車両割り当て後において、割り当てる車両がない列車、および車庫に戻る経路のない列車が存在する(折り返しを示す曲線を破線で示す)。図8Aにおいて、太線で示すように、C駅から割り当てる車両がない列車に対し、車庫から出す運行(回送)および、A駅及びC駅に到着したが車庫に戻る経路のない列車を車庫に戻す運行(回送)を追加し、列車の到着時刻と回送列車の出発時刻とが曲線で結ばれる。 In FIG. 7B, after allocating vehicles for turn-around operation, there are trains that have no vehicles to allocate and trains that have no route to return to the garage (curves indicating turn-arounds are indicated by dashed lines). In FIG. 8A, as indicated by the thick line, trains with no cars assigned from station C are operated (forwarded) from the garage, and trains that have arrived at stations A and C but do not have a route to return to the garage are returned to the garage. A service (forwarding) is added, and the arrival time of the train and the departure time of the forwarding train are connected by a curve.

次に、図8Bに示すように、図8Aに示したダイヤから交番(棒ダイヤ)を生成する。図8Bでは、図8Aに示したダイヤから、6つの仕業を抽出して、出庫駅をA駅→B駅→C駅の順に並べた交番が図示されている。しかし、図8Bに示す交番には、以下の問題がある。
(1)車両“1”がA駅を出庫し、A駅に入庫するため、車両“1”~“6”を並び替えるだけでは、循環する交番を作成することが出来ない。
Next, as shown in FIG. 8B, alternating boxes (bar diamonds) are generated from the diamond shown in FIG. 8A. FIG. 8B shows a police box in which six works are extracted from the diagram shown in FIG. 8A and the exit stations are arranged in the order of A station→B station→C station. However, the police box shown in FIG. 8B has the following problems.
(1) Since vehicle "1" leaves station A and enters station A, it is not possible to create a circulating police box simply by rearranging vehicles "1" to "6".

そこで、図9に示すようなダイヤの修正を行うことで、交番を成立させる。修正箇所は破線で示し、修正前のものは一点鎖線で示す。上記問題(1)について、車両“1”をB駅の車庫に入庫するように変更するとともに車両“5”をA駅からC駅への折り返し列車に充当し、A駅での夜間留置に変更する。 Therefore, by correcting the diagram as shown in FIG. 9, the police box is established. The corrected part is indicated by a dashed line, and the one before correction is indicated by a dashed-dotted line. Regarding the above problem (1), car "1" will be changed to enter the garage at B station, car "5" will be allocated to the return train from station A to station C, and will be detained at station A at night. do.

実施形態に係る車両運用計画生成装置には、図7Aに示す初期ダイヤ案のデータと、図9に破線で示した変更可能箇所のデータ(変更可能情報)とを適宜の(所定の)タイミングで設定乃至入力することができる。車両運用計画生成装置は、初期ダイヤ案計画を示す
情報を用いた数理計画法により、車両運用計画(仕業及び交番)を自動的に生成する。このとき、実際に運用可能な(問題のない)交番、すなわち実行可能解があれば、初期ダイヤ案のダイヤを最終的なダイヤに決定する。これに対し、実行可能解がない場合(交番が図8(B)に示した問題を含む場合)には、変更可能箇所のデータを用いて、車両運用計画生成装置がダイヤの修正を自動的に実行する。修正によって全ての問題が解決した場合、その時点の修正ダイヤが最終的なダイヤとして決定される。
The vehicle operation plan generation device according to the embodiment stores the data of the initial timetable plan shown in FIG. Can be set or input. The vehicle operation plan generation device automatically generates a vehicle operation plan (work and police box) by mathematical programming using information indicating the initial timetable plan. At this time, if there is an actually operable (no problem) police box, that is, if there is a feasible solution, the initial timetable proposal is determined as the final timetable. On the other hand, when there is no feasible solution (when the police box includes the problem shown in FIG. 8B), the vehicle operation plan generation device automatically corrects the timetable using the data of the changeable locations. run to If all the problems are solved by the modification, the modification diagram at that time is decided as the final diagram.

このように、車両運用計画生成装置によれば、初期ダイヤ案に基づく車両運用計画の生成において、実行可能解が導出されない場合に、仕業の変更可能箇所を示すデータを用いてダイヤの修正を行い、交番を成立させることができる。以下、車両運用計画生成装置の詳細について説明する。 As described above, according to the rolling stock operation plan generation device, when a feasible solution is not derived in the production of the rolling stock operation plan based on the initial timetable proposal, the timetable is corrected using the data indicating the locations where work can be changed. , can establish a police box. Details of the vehicle operation plan generation device will be described below.

<<ハードウェア構成>>
図10は、車両運用計画生成装置として動作する情報処理装置(コンピュータ)のハードウェア構成例を示す。情報処理装置10には、例えば、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、サーバマシンなどの汎用または専用のコンピュータを適用することができる。また、情報処理装置10は、固定端末でも、移動端末(スマートフォン、タブレット端末などのスマートデバイス等)でもよい。
<<Hardware configuration>>
FIG. 10 shows a hardware configuration example of an information processing device (computer) that operates as a vehicle operation plan generation device. A general-purpose or dedicated computer such as a personal computer, a workstation, or a server machine can be applied to the information processing apparatus 10, for example. Further, the information processing apparatus 10 may be a fixed terminal or a mobile terminal (smart device such as a smart phone or a tablet terminal).

図10に示す例では、情報処理装置10は、バス1を介して相互に接続された、CPU(Central Processing Unit)11と、記憶装置12と、通信インタフェース(通信IF
)13と、入力装置14と、ディスプレイ15とを含む。CPU11は、「制御部」、「プロセッサ」の一例である。
In the example shown in FIG. 10, an information processing apparatus 10 includes a CPU (Central Processing Unit) 11, a storage device 12, and a communication interface (communication IF), which are interconnected via a bus 1.
) 13 , an input device 14 and a display 15 . The CPU 11 is an example of a “controller” and a “processor”.

記憶装置12は、主記憶装置と補助記憶装置とを含む。主記憶装置は、データやプログラムの記憶領域、CPU11の作業領域、通信データ等のバッファ領域として使用される。主記憶装置は、RAM(Random Access Memory)、又はRAMとROM(Read Only Memory)との組み合わせである。補助記憶装置は、データやプログラムの記憶領域として使用される。補助記憶装置は、ハードディスクドライブ、SSD(Solid State Drive)、
EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)、フラッシュ
メモリなどを含む。
The storage device 12 includes a main storage device and an auxiliary storage device. The main memory is used as a storage area for data and programs, a work area for the CPU 11, a buffer area for communication data, and the like. The main memory is RAM (Random Access Memory) or a combination of RAM and ROM (Read Only Memory). Auxiliary storage devices are used as storage areas for data and programs. Auxiliary storage devices include hard disk drives, SSDs (Solid State Drives),
It includes EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), flash memory, and the like.

通信IF13は、例えばLAN(Local Area Network)カードであり、ネットワーク(例えばインターネット)との接続やデータの送受信を司る。通信IF13は、有線によってネットワークとのに接続を行うものでも、無線LANなどの所定の無線通信規格に従った無線接続を行うものでもよい。 The communication IF 13 is, for example, a LAN (Local Area Network) card, and controls connection with a network (for example, the Internet) and transmission/reception of data. The communication IF 13 may be connected to a network by wire, or may be connected wirelessly according to a predetermined wireless communication standard such as a wireless LAN.

入力装置14は、情報の入力に使用される、キー、ボタン、ポインティングデバイス、タッチパネルなどである。ディスプレイ15は、情報を表示(出力)する。入力装置14及びディスプレイ15でユーザインタフェース(UI)16をなす。また、情報処理装置10は、音声入力装置(マイクロフォン)や音声出力装置(スピーカ)を含んでいてもよい。 The input device 14 is a key, button, pointing device, touch panel, or the like used to input information. The display 15 displays (outputs) information. An input device 14 and a display 15 form a user interface (UI) 16 . The information processing device 10 may also include a voice input device (microphone) and a voice output device (speaker).

CPU11は、記憶装置12に記憶されたプログラムを実行することによって、以下の処理を行うことができる。
(1)ダイヤ案(初期ダイヤ案又は修正ダイヤ案)のデータを受け付ける処理
(2)ダイヤ案に基づく車両運用計画の実行可能解を数理計画法によって求める処理
(3)ダイヤ案に対する変更可能箇所を示すデータを受け付ける処理
(4)ダイヤ案に対する車両運用計画の実行可能解がない場合に、変更可能箇所を示すデータを用いてダイヤ案を修正する処理
(5)修正したダイヤ案について数理計画法による実行可能解を求める処理
(6)実行可能解が求まった場合に、修正したダイヤ案に基づく車両運行計画のデータを出力する処理
The CPU 11 can perform the following processes by executing programs stored in the storage device 12 .
(1) Process for accepting data of a timetable plan (initial timetable plan or modified timetable plan) (2) Processing for finding a feasible solution for a rolling stock operation plan based on a timetable plan by mathematical programming (3) Finding possible changes to a timetable plan (4) If there is no feasible solution for the vehicle operation plan for the timetable plan, the process of correcting the timetable plan using data indicating changeable locations (5) Mathematical programming for the corrected timetable plan Process for finding a feasible solution (6) Process for outputting vehicle operation plan data based on a revised timetable plan when a feasible solution is found

CPU11が行う処理の一部又は全部は、複数のCPUや、マルチコア形のCPU、CPU以外のプロセッサ(DSPやGPUなど)、集積回路(FPGA(Field Programmable Gate Array)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)など)、プロセッサとハードウェアの組み合わせ(SoC(System-on-a-Chip)、MCU(Micro Control Unit)など)などによって行われてもよい。 Some or all of the processing performed by the CPU 11 is performed by a plurality of CPUs, a multi-core CPU, a processor other than the CPU (DSP, GPU, etc.), an integrated circuit (FPGA (Field Programmable Gate Array) or ASIC (Application Specific Integrated Circuit) etc.), a combination of a processor and hardware (SoC (System-on-a-Chip), MCU (Micro Control Unit), etc.).

<<列車ダイヤ生成処理の例>>
図11は、列車ダイヤ生成処理の例を示すフローチャートである。列車ダイヤ生成処理は、CPU11が記憶装置12に記憶されたプログラムを実行することによって行われる。入力データとして、ダイヤ案(ダイヤ案データ)、車両情報(車両運用グループデータ)、検査情報(検査データ)、キロ程情報(駅間キロ程データ)が入力装置14を用いて情報処理装置10に入力され、記憶装置12に記憶される。必要に応じて、基地内滞泊本数を示す帯泊車両情報がさらに入力・記憶される。
<<Example of train diagram generation processing>>
FIG. 11 is a flow chart showing an example of train schedule generation processing. The train schedule generating process is performed by the CPU 11 executing a program stored in the storage device 12 . As input data, the timetable plan (timetable plan data), vehicle information (vehicle operation group data), inspection information (inspection data), and mileage information (mileage data between stations) are input to the information processing device 10 using the input device 14. It is input and stored in the storage device 12 . If necessary, parking vehicle information indicating the number of parked vehicles in the base is further input and stored.

ダイヤ案(初期ダイヤ案)を記録したファイルは、以下の情報項目(パラメータ)を含む。但し、全てを含むことは必ずしも必須ではない。ダイヤ案のファイル形式は、例えば、テキスト形式のCSVファイル形式であるが、このファイル形式に制限されない。
・駅名
・列車番号
・車両運用記号
・使用番線
・着時刻(hh:mm:ss)
・発時刻(hh:mm:ss)
・運用(停車、通過、折返、同方向種別変更、出庫、入庫)
・前列車番号(始発駅で運用が「折り返し、同方向種別変更」の場合)
・後列車番号(終着駅で運用が「折り返し、同方向種別変更」の場合)
The file recording the timetable plan (initial timetable plan) includes the following information items (parameters). However, it is not always essential to include all. The file format of the timetable proposal is, for example, a text CSV file format, but is not limited to this file format.
・Station name ・Train number ・Car operation code ・Use track number ・Arrival time (hh:mm:ss)
・Departure time (hh:mm:ss)
・Operation (stopping, passing, turning back, changing the same direction type, leaving, entering)
・Previous train number (when the operation is "turnaround, same direction type change" at the starting station)
・Following train number (when the operation at the terminal station is "turnaround, same direction type change")

図12は、車両情報のファイルを説明する図である。車両情報のファイルは、例えばテキスト形式のCSVファイルであるが、これに限定されない。ファイルは、1又は複数のレコードからなる表形式を有する。レコード中の要素(情報項目)としては、以下を含む。
・所属会社数(例えば整数で表現)及び運用グループ数(例えば整数で表現)
・運用グループ毎の所属会社情報(例えば整数の配列で表現)及び最大使用可能編成数(例えば整数の配列で表現)
FIG. 12 is a diagram for explaining a vehicle information file. The vehicle information file is, for example, a CSV file in text format, but is not limited to this. A file has a tabular format consisting of one or more records. Elements (information items) in the record include the following.
・The number of affiliated companies (expressed as an integer, for example) and the number of operating groups (expressed as an integer, for example)
・Affiliation company information for each operation group (for example, expressed as an array of integers) and the maximum number of available trains (for example, expressed as an array of integers)

図13は、検査情報のファイルを説明する図である。検査情報のファイルは、例えばテキスト形式のCSVファイルであるが、これに限定されない。ファイルは、1又は複数のレコードからなる表形式を有する。レコードは、交番検査周期日数と仕業検査周期日数とを要素として含むレコードと、検査可能場所のレコードとを含む。交番検査周期日数、仕業検査周期日数は、日数(整数)を指定することで行われる。なお、交番検査周期日数が運用グループ毎に1つでよい場合、交番検査周期日数は不要である。検査可能場所は、検査場所の基地名(文字列)、番線(文字列)、検査の開始時刻(hh:mm:ss)、及び終了時
刻(hh:mm:ss)によって表現される。検査可能場所のレコードは、検査可能場所毎に用意
される。
FIG. 13 is a diagram for explaining a file of inspection information. The inspection information file is, for example, a CSV file in text format, but is not limited to this. A file has a tabular format consisting of one or more records. The records include a record containing the number of days of alternating inspection cycle and the number of days of work inspection cycle as elements, and a record of inspection possible places. The number of days for the regular inspection cycle and the number of days for the daily inspection cycle are specified by specifying the number of days (integers). In addition, when the number of days of the periodic inspection cycle is one for each operation group, the number of days of the periodic inspection cycle is unnecessary. The inspection location is represented by the inspection location base name (character string), line number (character string), inspection start time (hh:mm:ss), and inspection end time (hh:mm:ss). A record of inspectable locations is prepared for each inspectable location.

図14は、キロ程情報のファイルを説明する図である。キロ程情報は,駅間の鉄道会社
別のキロ定情報を示す。キロ程情報のファイルは、例えばテキスト形式のCSVファイルであるが、これに限定されない。ファイルは、1又は複数のレコードからなる表形式を有する。レコードは、始発駅名、終着駅名、会社毎のキロ程を要素として含む。レコードは、始発駅名と終着駅名との組み合わせ毎に用意される。
FIG. 14 is a diagram illustrating a file of mileage information. The mileage information indicates mileage information between stations for each railway company. The mileage information file is, for example, a CSV file in text format, but is not limited to this. A file has a tabular format consisting of one or more records. The record includes the starting station name, the ending station name, and the kilometerage for each company as elements. A record is prepared for each combination of the starting station name and the terminal station name.

図15は、基地内帯泊本数のファイルを説明する図である。基地内帯泊本数のファイルは、例えばテキスト形式のCSVファイルであるが、これに限定されない。基地内帯泊本数とは、当日の運行終了時に駅(車両基地)内に滞在する車両(列車、編成)の本数である。ファイルは、1又は複数のレコードからなるテーブルを含む。レコードは、基地名、番線、運用グループ番号、本数の要素情報を持つ。 FIG. 15 is a diagram for explaining the file of the number of overnight stays in the base. The file of the number of overnight stays in the base is, for example, a CSV file in text format, but is not limited to this. The number of overnight stays at the base is the number of vehicles (trains, train sets) staying in the station (vehicle depot) at the end of the day's operation. A file contains a table of one or more records. The record has element information such as base name, track number, operation group number, and number of trains.

図16は、ディスプレイ15に表示されるメニュー画面(データ入力画面)の一例を示す。図12において、メニュー画面には、ダイヤ案、車両情報、検査情報、キロ程情報、帯泊車両情報、及び変更可能情報の各ファイル名を表示する表示欄と、選択ボタンとを有する。各ファイルは記憶装置12に記憶されている。 FIG. 16 shows an example of a menu screen (data input screen) displayed on the display 15. As shown in FIG. In FIG. 12, the menu screen has display columns for displaying the file names of timetable plan, vehicle information, inspection information, mileage information, lodging vehicle information, and changeable information, and selection buttons. Each file is stored in the storage device 12 .

各表示欄を選択すると、対応する情報を記録したファイルのリストがプルダウンメニューで表示される。入力装置14を用いてリスト中のいずれかのファイル名を選択すると、選択したファイル名が表示欄に表示され、その状態で選択ボタンを押すと、表示欄に表示されたファイルが入力データとして確定選択された状態となる。 When each display field is selected, a list of files recording the corresponding information is displayed in a pull-down menu. When one of the file names in the list is selected using the input device 14, the selected file name is displayed in the display column, and when the select button is pressed in that state, the file displayed in the display column is confirmed as input data. It will be in the selected state.

また、メニュー画面は、列車ダイヤ(車両運用計画)のファイルの出力先フォルダを選択するための表示欄及び選択ボタンを有しており、列車ダイヤの情報のファイルの記憶先を選択することができる。 The menu screen also has a display field and a selection button for selecting an output destination folder for the train schedule (vehicle operation plan) file, and can select a storage destination for the train schedule information file. .

さらに、メニュー画面には、変更可能箇所編集ボタンを有する。変更可能箇所編集ボタンが押されると、ディスプレイ15には、変更可能箇所の編集画面(図17)が表示される。編集画面には、初期ダイヤ案(又は修正後のダイヤ)に基づくダイヤが表示される。ユーザは、UI16を用いて、ダイヤの編集(列車の追加、接続の変更、列車の削除等)を行うことができる。そして、編集画面の完了ボタン(「完了する」のボタン)を押すと、変更可能箇所(破線で図示)を示す変更可能情報のファイルが生成・記憶される。このとき、編集後のダイヤを示すファイルが生成され、記憶装置12に記憶されてもよい。メニュー画面の変更可能情報の表示欄及び選択ボタンを用いて、変更可能箇所のファイルを呼び出して選択することができる。また、ダイヤ案の表示欄及び選択ボタンで、修正後のダイヤ案のファイルを呼び出して選択することもできる。メニュー画面は、変更可能箇所のデータの入力を促す画面の一つに相当する。 Furthermore, the menu screen has a changeable part edit button. When the changeable portion edit button is pressed, the display 15 displays a changeable portion editing screen (FIG. 17). The edit screen displays a diagram based on the initial diagram (or modified diagram). The user can use the UI 16 to edit the diagram (adding trains, changing connections, deleting trains, etc.). Then, when the completion button ("Complete" button) on the edit screen is pressed, a changeable information file indicating changeable portions (indicated by broken lines) is generated and stored. At this time, a file showing the edited diamond may be generated and stored in the storage device 12 . Using the changeable information display field and selection button on the menu screen, the file of the changeable portion can be called and selected. It is also possible to call up and select a corrected timetable plan file using the timetable plan display field and selection button. The menu screen corresponds to one of the screens for prompting the input of data of changeable parts.

メニュー画面は、実行ボタン(「実行する」のボタン)を有する。ダイヤ案、車両情報、検査情報、キロ程情報、帯泊車両情報(オプション)、変更可能情報(オプション)が選択されている状態で、実行ボタンを押すと、CPU11が、車両運用計画の解を求める処理(計算)を開始する。すなわち、図11のフローチャートにおける、S11(ノード作成)、S12(アーク作成)、S13(ノード・アーク整理)、S14(最適化実施)、S15(最適解の有無判定)、S16(データ出力)、S17(変更可能箇所の入力)の、それぞれの処理が行われる。 The menu screen has an execution button (“Execute” button). When the execution button is pressed in a state in which timetable plan, vehicle information, inspection information, mileage information, mooring vehicle information (option), and changeable information (option) are selected, the CPU 11 solves the vehicle operation plan. Start the desired process (calculation). That is, in the flowchart of FIG. 11, S11 (node creation), S12 (arc creation), S13 (node/arc rearrangement), S14 (optimization implementation), S15 (optimal solution presence/absence determination), S16 (data output), Each process of S17 (input of changeable part) is performed.

CPU11は、S11~S13の処理によって、車両運用モデルのネットワークを自動で生成し、S14において、混合整数計画問題として解を求める。解が求まったと判定される場合には(S15のYes)、図18に示すような最適解の発見を示すダイヤログボックスを表示し、「帳表出力」のボタンを押すと、運用グループ毎の仕業及び交番、所属会社別の各種走行キロデータを示す帳表を生成・出力する。帳表は所定のファイル形式で
記憶装置12に記憶される。
The CPU 11 automatically generates a vehicle operating model network through the processes of S11 to S13, and finds a solution as a mixed integer programming problem in S14. If it is determined that the solution has been found (Yes in S15), a dialog box showing the discovery of the optimal solution as shown in FIG. Generates and outputs a report showing various traveled kilometer data by job, police box, and affiliated company. The ledger is stored in the storage device 12 in a predetermined file format.

仕業及び交番の出力(帳表)では、運用グループ毎に、使用するノード(後述)とその順序が出力される。これらの情報を元に、仕業及び交番に対して、新しい運用番号を付与し、運用表と棒ダイヤ形式で仕業及び交番を示す情報が出力される。このとき、仕業毎の走行キロ及び回送キロ、運用グループ毎の走行キロ等が計算・出力され、出力に含まれてもよい。 In the output of work and police box (book table), the nodes to be used (described later) and their order are output for each operation group. Based on this information, a new operation number is given to the work and the police box, and information indicating the work and the police box is output in the form of an operation table and a bar diagram. At this time, the distance traveled and the distance traveled for each task, the distance traveled for each operation group, and the like may be calculated and output, and may be included in the output.

図19は、キロ程の出力データ(帳表)の例を示す。例えば、鉄道会社毎に、自社線内列車キロ、車両走行キロ、走行キロ差、他社線内走行キロを表示する。 FIG. 19 shows an example of kilometer output data (table). For example, for each railroad company, it displays the train kilometers within the company's own line, the vehicle traveled kilometers, the traveled kilometers difference, and the traveled kilometers within the lines of other companies.

また、ダイヤ修正がある場合はその箇所を示す情報を出力乃至記憶することもできる。ダイヤ修正箇所の情報は、例えば、追加アーク(後述)の使用箇所を羅列することで表現される。追加アークは、アークの前ノードと後ノードとの情報を紐付けて出力することで表現できる。例えば、「〇〇列車 〇〇駅着 → 〇〇列車 〇〇駅発」、「〇〇列車 〇〇駅着 → 〇〇駅入庫」、「〇〇駅出庫 → 〇〇列車 〇〇駅発」のような表記を適用できる。アークは図示によって表現されてもよい。 In addition, if there is a timetable correction, it is also possible to output or store information indicating the location. The information on the diagram correction locations is expressed by, for example, listing the usage locations of additional arcs (described later). An additional arc can be expressed by outputting the information of the preceding node and the succeeding node of the arc in association with each other. For example, "○○ train arrives at 〇〇 station → 〇〇 train departs from 〇〇 station", "〇〇 train arrives at 〇〇 station → enters at 〇〇 station", "departs from 〇〇 station → 〇〇 train departs from 〇〇 station". A notation such as Arcs may be represented graphically.

S15において解が求まらないと判定される場合には(S15のNo)、図20に示すような最適解がない旨を示すダイヤログボックス(変更可能箇所のデータの入力を促す画面の一つに相当)がディスプレイ15に表示される。このとき、ダイヤログボックスの「変更可能箇所編集」のボタンを押すと、変更可能箇所の編集画面(図17)が呼び出され、ダイヤを修正し、変更可能情報(追加アーク、ダミーノード)を生成・記憶することができる。 If it is determined in S15 that no solution can be obtained (No in S15), a dialog box indicating that there is no optimal solution as shown in FIG. ) is displayed on the display 15 . At this time, if you press the "Edit changeable part" button in the dialog box, the edit screen of the changeable part (Fig. 17) is called, the diamond is corrected, and changeable information (additional arcs, dummy nodes) is generated.・Can be memorized.

このように、仕業や交番等の各種制約(成立条件)を満たすことができる解が無い場合には、解がない旨を表示することで、解がないことを早期にユーザに報知乃至明示することができる。解がない場合には、初期ダイヤ案より変更可能な任意の箇所を手動(または自動)で追加することで、実行可能な解を速やかに求めることができる。 In this way, when there is no solution that satisfies various constraints (establishment conditions) such as a job or a police station, the fact that there is no solution is displayed, so that the user is quickly notified or clearly indicated that there is no solution. be able to. If there is no solution, by manually (or automatically) adding any part that can be changed from the initial timetable plan, a workable solution can be found quickly.

<<処理の詳細>>
以下、S11~S16の処理の詳細について説明する。
(車両運用モデルと求解法)
実施形態の車両運用計画生成装置では、ダイヤ案(初期ダイヤ又は修正ダイヤ案)を用いて車両運用モデルを自動生成する。車両運用計画のモデル(車両運用モデル)は、ダイヤ案、すなわち、車両運用計画の生成に必要な情報を、ノードと重みのついたアークを用いたネットワーク(車両運用ネットワークと呼ぶ)で表現される。CPU11は、メニュー画面を用いて入力された各種の入力データから車両運用ネットワークを生成する(S11、S12)。続いて、CPU11は、不要なノードを省略する等の処理によってノードとアークを整理し(S13)、車両運用ネットワークの複雑さを一定程度軽減したのち、混合整数計画法を用いて各種制約(数理計画法における制約条件)を満たすアークを選択し(S14)、結果を基にデータを整理し車両運用計画として出力を行う(S16)。
<<Details of processing>>
Details of the processing of S11 to S16 will be described below.
(Vehicle operation model and solution method)
The vehicle operation plan generation device of the embodiment automatically generates a vehicle operation model using a timetable plan (initial timetable or revised timetable plan). A rolling stock operation plan model (rolling stock operation model) is a network (called a rolling stock operation network) that uses arcs with nodes and weights to represent the information necessary to generate a timetable plan, that is, a rolling stock operation plan. . The CPU 11 generates a vehicle operation network from various input data input using the menu screen (S11, S12). Subsequently, the CPU 11 sorts out the nodes and arcs by processing such as omitting unnecessary nodes (S13), reduces the complexity of the vehicle operation network to a certain extent, and then applies various constraints (mathematical calculations) using mixed integer programming. Arcs that satisfy the constraints in the planning method) are selected (S14), data are organized based on the results, and output as a rolling stock operation plan (S16).

(ノードとアーク)
入力データのうち、車両運用計画に係る事象、すなわち、出庫、列車、入庫、検査のそれぞれの事象をノードとして表現する。ノードは事象の開始駅、開始時刻、終了駅、終了時刻の情報を保持する。事象間の接続関係はアークにより表現される。アークは、始点側のノードの所属会社別の列車キロ、回送キロの情報を重みとして保持する。また、アークは、始点側のノードから終点側のノードに渡る際に必要な日数(同一日であれば“0”、翌日以降に跨がる場合は“1”以上)を日数の情報として保持する。
(nodes and arcs)
Among the input data, the events related to the vehicle operation plan, that is, the events of departure, train, entry, and inspection are expressed as nodes. A node holds information on the start station, start time, end station, and end time of an event. A connection relation between events is represented by an arc. The arc holds information on train kilometers and forwarding kilometers for each company belonging to the node on the starting point side as weights. In addition, the arc holds the number of days required to cross from the starting node to the ending node (“0” if it is the same day, “1” or more if it spans the next day or later) as information on the number of days. do.

図21Aは、ある車両の1日の仕業の例を示す。図21A中のA,B,Cは駅を示し、○は出庫、△は入庫、0001~0004 は列車の番号を示す。図21Aに示す仕業の例では、0001列車がA駅より出庫し、C駅で折り返し列車(0002列車)に充当後、B駅で入庫する
。0003列車として出庫するまでの間にB駅の構内にて検査が行われ、C駅で0003列車から0004列車に折り返し充当された後、A駅で入庫されて、その日の仕業は終了する。
FIG. 21A shows an example of a vehicle's daily activity. A, B, and C in FIG. 21A indicate stations, ◯ indicates departure, Δ indicates arrival, and 0001 to 0004 indicate train numbers. In the example of work shown in FIG. 21A, the 0001 train departs from A station, is allocated to the return train (0002 train) at C station, and enters at B station. Before leaving the shed as the 0003 train, an inspection is carried out in the premises of the B station, and after the 0003 train is turned over to the 0004 train at the C station, the 0003 train is put into the shed at the A station, and the day's work ends.

図21Bは、図21Aの仕業を車両運用ネットワークとして示した図である。車両運用ネットワークでは、仕業は、1~9の9個のノードに分割され、ノード間の遷移は有向アーク(矢印)で示される。ノード“1”から“9”までは、アークによって当日中に遷移する。このため、経過日数を表す重みは“0”、ノード“9”からノード“1”を結ぶアークは翌日になる。従って、日数を表す重みに“1”が設定される。この他、列車ノードの後につながるアーク“2”→“3”、アーク“3” →“4”、アーク“7”→“8”
、アーク“8”→“9” については、列車キロ、回送の場合は回送キロ等の情報が重み
として設定される。
FIG. 21B is a diagram showing the work of FIG. 21A as a vehicle operation network. In the vehicle operation network, the work is divided into 9 nodes numbered 1 to 9, and transitions between nodes are indicated by directed arcs (arrows). Nodes "1" to "9" are transited by arcs during the current day. Therefore, the weight representing the number of elapsed days is "0", and the arc connecting node "9" to node "1" is the next day. Therefore, "1" is set to the weight representing the number of days. In addition, the arc "2" → "3", the arc "3" → "4", the arc "7" → "8" connected after the train node
, arc "8"→"9", information such as train kilometers and forwarding kilometers in the case of forwarding are set as weights.

(変更可能箇所の設定)
実施形態の車両運用計画生成装置では、初期のダイヤ案から変更可能と判断される箇所を手動または自動で設定することができる。変更可能箇所は、ダミーノードと追加アークにより表現される。変更可能箇所は、初期ダイヤ案と同時期に生成しても、初期ダイヤ案について解がないとの結果を受けて生成してもよい。生成は手動でも自動でもよい。
(Setting of changeable parts)
In the rolling stock operation plan generation device of the embodiment, it is possible to manually or automatically set the parts determined to be changeable from the initial timetable plan. Modifiable locations are represented by dummy nodes and additional arcs. The changeable locations may be generated at the same time as the initial timetable proposal, or may be generated in response to the result that there is no solution for the initial timetable proposal. Generation can be manual or automatic.

通常のノードについては、入ってくるアークと出ていくアークを必ず1本ずつ設定し、列車ダイヤの構成要素として抜け落ちることがないように求解される。しかし、ダミーノードについては、この制約を緩め、求解に使用しても使用しなくてもよい(使用または不使用を選択可能な)ノードとして設定される。なお、ダミーノード、および追加アークの設定にあたり、可能であれば使用したくない変更については、接続する追加アークの重みとして、追加コストに大きい値を設定する。変更が容易あるいは、まったく問題がないような場合では、追加コストを0 または小さな値とすることで、自動で計画を生成する際に選択されやすく、あるいはされにくく設定することが可能である。このように、追加アークには、求解における、その選択(使用)についての優先度を示す重みを設定してもよい。 For ordinary nodes, one incoming arc and one outgoing arc are always set, and solutions are sought so that they do not drop out as constituent elements of the train schedule. However, the dummy node is set as a node that relaxes this constraint and may or may not be used for solving (the use or non-use can be selected). In setting dummy nodes and additional arcs, if possible, changes that should not be used are set to a large additional cost as the weight of the additional arcs to be connected. If the change is easy or there is no problem at all, it is possible to set the additional cost to 0 or a small value to make it easier or harder to be selected when automatically generating a plan. Thus, additional arcs may be weighted to indicate their priority for selection (use) in solving.

図22A~C、図23A~Cは、ダミーノードと追加アークの設定例を示す。図4Aの出庫場所・入庫場所変更を表現するには、図22A及びBに図示する表現を用いる。a列車とb列車とが1対1の関係で変更できる場合には、図22Aのように、B駅出庫(ノー
ド“1”) からb列車(ノード“4”)、および、A駅出庫(ノード“3”) からa列車(ノード“2”) に直接アークを設定する。
22A-C and 23A-C show setting examples of dummy nodes and additional arcs. 22A and 22B are used to represent the change of the delivery location/receipt location in FIG. 4A. If train a and train b can be changed in a one-to-one relationship, as shown in FIG. Set an arc directly from node "3") to train a (node "2").

a列車はA駅からも出庫できる、b列車はB駅からも出庫できる場合には、図22Bのように、A駅の出庫ノード(ノード“7”) とB駅の出庫ノード(ノード“8”) をダミーノードとして追加し、ノード“7” からノード“1”、およびノード“8” からノード“3”に追加アークを設定することで、表現が可能である。 If train a can depart from station A, and train b can exit from station B, then the exit node of station A (node “7”) and the exit node of station B (node “8 ”) as a dummy node and setting additional arcs from node “7” to node “1” and from node “8” to node “3”.

図4B(折り返し駅での充当列車変更)、図5C(列車の始発又は終着駅を変更)を表現するには、図22Cに示すように、a列車からc列車、b列車からd列車へ追加アークを設定する。同様に、図4C(回送列車の時刻変更と折り返し駅での充当列車変更)に対応する追加アークの設定例は、図23Aのとおりである。 To express Figure 4B (appropriate train change at turn-around station) and Figure 5C (train start or end station change), add from a train to c train and from b train to d train, as shown in Figure 22C Set arc. Similarly, FIG. 23A shows a setting example of additional arcs corresponding to FIG. 4C (time change of forwarding train and change of assigned train at turn-around station).

また、図5Aに対応する設定例は、図23Bに示すとおり、A駅出庫、入庫を示すダミ
ーノード“3”,“4”を追加し、a列車(ノード“1”) からA駅入庫ノード(ノード“4”)、A駅出庫ノード(ノード“3”) からd列車(ノード“2”) に追加アークを設定
する。図5B(出入庫の塚による車両の差し替え)については、図23Cのように設定することで表現が可能である。
5A, as shown in FIG. 23B, dummy nodes "3" and "4" indicating departure and arrival at A station are added, and the entry node at A station (node "1") is added to train a (node "1"). (node "4"), set an additional arc from the A station departure node (node "3") to the d train (node "2"). FIG. 5B (replacement of vehicles due to a mound for entering and exiting the warehouse) can be expressed by setting as shown in FIG. 23C.

なお、設定した追加アークを使用した場合に、列車キロ、あるいは回送キロが変化する場合には、アークのそれぞれの項に差分の値を設定することで、各種キロ計算に反映させることが可能である。 In addition, when the set additional arc is used, if the train kilometer or the forwarding kilometer changes, it is possible to reflect it in various kilometer calculations by setting the difference value for each item of the arc. be.

(初期ネットワークの生成)
CPU11は、入力された初期ダイヤ案、及び変更可能情報(入力されている場合)の設定を終えた後、求解に向けた車両運用ネットワークを構築する。初期の車両運用ネットワークでは、CPU11は、すべての出庫、列車、入庫、検査のそれぞれの事象をノードとして生成する(S11)。続いて、初期ダイヤ案、変更可能情報に含まれるダミーノードに関して、入力データについて指定されている情報に従って、出庫から列車、列車から列車、列車から入庫の各ノード間を結ぶアークを生成する(S12)。その後、構内毎の入庫と出庫を時間順に並べ、車両の収容状況を把握し、入庫時刻から24時間以内に出庫可能な出庫の事象に向かい、アークを生成する。また、入庫時刻以降に開始する検査、および検査終了時刻以降に設定されている出庫に対し、同様にアークを生成する。その他に、追加アークをノード間で生成し、初期の車両運用ネットワークを完成させる。
(initial network generation)
After setting the input initial timetable plan and changeable information (if input), the CPU 11 constructs a vehicle operation network for solving the problem. In the initial rolling stock operation network, the CPU 11 generates as nodes each event of all departures, trains, warehousing, and inspections (S11). Subsequently, with respect to the dummy nodes included in the initial timetable plan and the changeable information, arcs are generated that connect each node from the exit to the train, from the train to the train, and from the train to the entry according to the information specified in the input data (S12 ). After that, the entry and exit of each premises are arranged in chronological order, the accommodation status of the vehicles is grasped, and an arc is generated toward the exit event that can be exited within 24 hours from the entry time. Also, arcs are generated in the same way for inspections that start after the arrival time and for delivery that is set after the inspection end time. Additionally, additional arcs are created between nodes to complete the initial vehicle operations network.

(ネットワークの整理)
図24Aに生理前のネットワーク例を示し、図24Bに整理後のネットワークを示す。仕業及び交番を混合整数計画問題として求解する際、変数となる要素を減少させ、求解時間を短縮することを目的に、CPU11はノードとアークの整理を行う(S13)。初期ネットワークで生成したもののうち、ノード(ノードAとする)から出ていくアークが1本のみのもの(このアークをアークabとする)については、必ず当該のノードから次のノード(ノードBとする)に遷移することとなる。そこで、ノードAおよびアークabを削除し、ノードBに統合する。具体的にはノードAに入っていたアーク群の終点をノードBに変更するとともに、アークabの各種重みを該当のアーク群のそれぞれに加算する。また、ノードAの内容をノードBに追加記録する。
(Network organization)
FIG. 24A shows an example network before menstruation, and FIG. 24B shows an example network after organization. The CPU 11 organizes the nodes and arcs in order to reduce the number of variable elements and shorten the time taken to solve the mixed integer programming problem for the work and the alternation (S13). Among the ones generated in the initial network, for those that have only one arc (this arc is called arc ab) going out from a node (node A), the next node (node B and to). Therefore, node A and arc ab are deleted and integrated into node B. Specifically, the end point of the arc group that was in node A is changed to node B, and various weights of arc ab are added to each of the corresponding arc groups. In addition, the content of node A is additionally recorded in node B.

(定式化)
以下の表1は、集合の定義を示す。

Figure 0007308119000001
(formulation)
Table 1 below shows the definitions of sets.
Figure 0007308119000001

表1に関して、Nはすべてのノードの集合とする。Nには出庫ノードNs、列車ノードNt、入庫ノードNe、検査ノードNm、交番検査ノードNml、ダミーノードNd が
あり、それら全てを含んでいる。また、Noutiは、ノードiに続くノードの集合、Nini
はノードiに先立つノードの集合と定義する。そのほか、複数の鉄道会社(運用会社)に跨がる直通運転に対応するため、運用会社の集合をR、運用車両グループの集合をG、各運用グループの開始ノードをSに定義する。また、交番を生成する際に特定のノード通過日を設定する必要のあるノードの集合をNrに、仕業検査、交番検査の実施日を指定する必要のあるノードの集合をそれぞれ、Nrm、Nrmlと定義する。
For Table 1, let N be the set of all nodes. N includes an outgoing node Ns, a train node Nt, an incoming node Ne, an inspection node Nm, a police inspection node Nml, and a dummy node Nd, all of which are included. Also, Nout i is a set of nodes following node i, Nin i
is defined as the set of nodes preceding node i. In addition, in order to deal with direct operation across a plurality of railway companies (operating companies), a set of operating companies is defined as R, a set of operating vehicle groups is defined as G, and the start node of each operating group is defined as Sg . Nr is a set of nodes for which a specific node passage date must be set when generating a police box, and Nrm and Nrml are a set of nodes for which the execution dates of a daily inspection and a police box inspection need to be specified, respectively. Define.

表2に定数の定義を示す。

Figure 0007308119000002
Table 2 shows definitions of constants.
Figure 0007308119000002

表2に関して、αからεまでで目的関数の重要度を調整するパラメータを定義する。Wij、Wuij、Wdij、Wt ijの夫々は、ノードiからノードjに渡るアークを用いる場合の経過日数、追加コスト、回送キロ、回送を含むr社の列車キロを定義する。Cでは、運用グループ毎の最大充当可能編成数を、Rr では、運用グループがどの会社に所属
しているかを0又は1の変数で示す。また、Adは、列車の運転以外で調整キロがある場合に定義し、直通列車キロ調整の際に用いる。Dmでは、仕業検査周期日数、Dmlでは、交番検査周期日数を、交番内において通過指定日がある場合にはPi、仕業検査の実施
日を指定する場合には、Pmi、交番検査の場合はPmliにそれぞれの検査日からの経過日数
を定義する。Mは十分に大きな値を定義する。
With respect to Table 2, we define parameters that adjust the importance of the objective function from α to ε. W ij , Wu ij , Wd ij , and Wt r ij define the elapsed days, additional cost, forwarding kilometers, and r company's train kilometers when using an arc from node i to node j. Cg indicates the maximum number of trainsets that can be allocated to each operating group, and Rrg indicates which company the operating group belongs to with a variable of 0 or 1. In addition, Adr is defined when there is an adjustment mileage other than train operation, and is used when direct train mileage adjustment is made. In Dm, the number of days in the daily inspection cycle, in Dml, the number of days in the regular inspection cycle, P i when there is a specified passing date in the police, Pmi when the day of the daily inspection is specified, and in the case of a regular inspection defines Pml i as the number of days since each examination date. M defines a sufficiently large value.

表3に変数に変数の定義を示す。

Figure 0007308119000003
Table 3 shows definitions of variables.
Figure 0007308119000003

uag ijは運用グループgの車両をノードiからjに続くことを示す変数、si、diはそれぞれノードi の交番内の通過番号、通過日数を示す。dbi、dai はノードi の前回検査からの
経過日数を示す。dlbi、dlai はノードi の前回交番検査からの経過日数を示す。ノードi
が検査ノードである場合、dbi は1にリセットする。またノードi が交番検査ノードで
ある場合、dlbi を1 にリセットする。ung i、umg i はそれぞれノードi、検査ノードi が運用グループgに充当されていることを示す変数である。tcr、tor はr 社所属車両につ
いて、全区間での列車走行キロ合計と、他社線内での走行キロ合計を、ttr ではr 社線内を走行している列車の列車キロ合計を変数として定義する。
ua g ij is a variable indicating that the vehicle of operation group g continues from node i to j, and s i and d i indicate the passage number and passage days within the police box of node i, respectively. db i and da i indicate the number of days elapsed since the previous inspection of node i. dlb i and dla i indicate the number of days elapsed since the previous inspection of node i. node i
is a check node, db i resets to 1. Also reset dlb i to 1 if node i is an alternating check node. un g i and um g i are variables indicating that node i and check node i are assigned to operation group g, respectively. tc r and to r are the total number of train kilometers traveled on all sections and the total number of kilometers traveled on the lines of other companies for vehicles belonging to company r . Define as a variable.

(目的関数)
目的関数を示す式(1)を以下に示す。

Figure 0007308119000004
(objective function)
Equation (1) representing the objective function is shown below.
Figure 0007308119000004

式(1)により、使用編成数と追加アーク使用コスト、ならびに回送キロの合計にそれぞれの重み係数α、β、γを乗じた総和のほか、各社車両の走行キロのアンバランスを最小限とすべく、各社所属車両走行キロtcrから各社線内を走行している列車の列車キロ合
計ttrを減算、調整キロAdr を加えたものに重み係数δを乗じた値と、自線内の走行を優
先させるためにtor に重み係数εを乗じた値の総和の最小化を目的関数とする。
Using formula (1), the number of trains used, the additional arc usage cost, and the sum of forwarding kilometers multiplied by respective weighting coefficients α, β, and γ, as well as the unbalance of the traveling kilometers of each company's vehicles, are minimized. subtract the total train-kilometer ttr of trains running on each company's line from the vehicle-running-kilometer tcr belonging to each company, add the adjustment km Adr , and multiply the result by a weighting factor δ. The objective function is to minimize the sum of the values obtained by multiplying to r by the weighting factor ε in order to give priority to running.

(制約式)
以下に、式(2)~(18)を示す。

Figure 0007308119000005
(Constraint expression)
Expressions (2) to (18) are shown below.
Figure 0007308119000005

式(2)ではそれぞれの会社別、列車キロの合計を算出し、式(3)において、各社車両の他社線内を含む全ての走行キロを算出する。式(4)では各社所属別、他社線内での
走行列車キロ計算を行う。式(5) により、各運用グループの最大可能割り当て編成数を
指定する。式(6)、式(7)によりグループ毎の検査個数の和が一定個数以上、 一定
数以下であることを制約する。
Equation (2) calculates the total train kilometers for each company, and Equation (3) calculates all traveled kilometers of each company's vehicles including those on other companies' lines. Formula (4) is used to calculate the running train kilometer on each company's line for each company's affiliation. Formula (5) specifies the maximum number of trains that can be assigned to each operation group. Formulas (6) and (7) constrain that the sum of the number of inspections for each group is greater than or equal to a certain number and less than or equal to a certain number.

式(8)、式(9)によりダミーノード以外の出庫ノード、列車ノード、入庫ノードは入りアークと出アークが必ず1本ずつとなる制約を示す。ダミーノードについては、式(10)、式(11)にてアークは必ず1本以下であることを制約する。式(12)にて、ダミーノードを使用する場合は出入りアークとも1本が、使用しない場合は0本となることを保証する。 Equations (8) and (9) indicate that the exit node, train node, and entrance node other than the dummy node always have one incoming arc and one outgoing arc. As for the dummy node, the number of arcs in the equations (10) and (11) is always limited to one or less. In equation (12), it is guaranteed that the entry and exit arcs are 1 when the dummy node is used, and 0 when the dummy node is not used.

検査ノードについては、式(13)、式(14)にて、使用する場合はアークが1本ずつ、アークを使用しない場合は0本ずつとなるよう保証する。各ノードは1つの運用グループにのみ所属できることを式(15)にて示す。同時に、各ノードを出入りするアークのグループは同一であることを式(16)、式(17)により記述する。各検査ノードを使用できるのは1つのグループ以下であることを式(18)に示すとともに、対応する通
常のノードと同一のグループであることを式(19)にて示す。
As for the check nodes, it is guaranteed that the number of arcs is 1 when used, and 0 when no arcs are used, in equations (13) and (14). Equation (15) indicates that each node can belong to only one operation group. At the same time, it is described by equations (16) and (17) that the groups of arcs entering and exiting each node are the same. Equation (18) shows that each check node can be used in no more than one group, and Equation (19) shows that it is in the same group as the corresponding normal node.

Figure 0007308119000006
Figure 0007308119000006

式(20)、式(21)ではそれぞれのグループで各ノードをつないで交番を巡回路を構成する
ための制約で、ノードiからノードjに渡って運用する場合、jが交番の途中である場合は
式(20)を、交番の開始ノードである場合は式(21)を用いることで通過番号を設定する。同様に、交番内の経過日数を式(22)、式(23) で算出する。
In equations (20) and (21), each group connects each node to form a patrol route. If the node is the starting node of the police box, use equation (20) to set the passage number by using equation (21). Similarly, the number of days elapsed within the police box is calculated using equations (22) and (23).

式(24)では、前の検査ノードからの経過日数を計算するもので、前のノードの検査経過日(dbi) より、アークに定義されている重みWijを加算した数値をdajに代入し算出する。当該ノードが検査ノードの場合は、前述の式により前のノードからの検査経過日数を算出する。その後、後に続くノードへの基準日となるdbへは、式(27)により、リセットして1を代入する。検査ノード以外である場合は、式(26) によりdaと同一の値を代入する。交
番検査周期についても同様に、式(25)、式(29)、式(29) によって算出する。
Formula (24) is used to calculate the number of days that have passed since the previous check node. From the previous node's check date (db i ), the weight W ij defined for the arc is added to da j . Substitute and calculate. If the node is an inspection node, the number of days elapsed since inspection from the previous node is calculated using the above formula. After that, db, which is the reference date for the succeeding node, is reset and 1 is substituted according to equation (27). If the node is not a check node, the same value as da is substituted by expression (26). Similarly, the alternating inspection cycle is calculated by equations (25), (29), and (29).

式(30)、式(31) により、検査周期日数が指定した日数を超過しないよう、また式(32)
、式(33) により、交番検査周期日数が指定した日数を超過しないよう制約を与える。平
日ダイヤと土休日ダイヤで滞泊場所を同一に設定する場合など、初期の条件から特定のノードを特定日に通過させる必要がある場合には、式(34) により設定する。
Formula (30) and Formula (31) are used to ensure that the inspection cycle days do not exceed the specified number of days, and Formula (32)
, Equation (33) gives a restriction so that the number of alternating inspection cycle days does not exceed the specified number of days. If it is necessary to pass through a specific node on a specific day from the initial conditions, such as when setting the same staying place for the weekday timetable and the weekend/holiday timetable, the formula (34) is used for setting.

同様に、仕業検査からの経過日を指定する場合には、式(35)、交番検査は式(36)により設定する。式(37)では、各運用グループの開始ノードを設定し、式(38)にて開始ノードの通過番号を0に、式(39)にて経過日数を1(初日)に設定する。各変数の取りうる値の範囲を式(40)にて設定する。 Similarly, when specifying the number of days elapsed since the daily inspection, the formula (35) is used, and for the regular inspection, the formula (36) is used. In equation (37), the start node of each operation group is set, in equation (38) the passage number of the start node is set to 0, and in equation (39) the number of elapsed days is set to 1 (first day). The range of possible values for each variable is set by expression (40).

<適用例>
<<適用例1>>
適用例1として、最も基本的な例として、2グループ(8編成と18編成の計26編成)の交番の生成を行う例を示す。なお、今回は他社線直通列車を含まず、車両走行キロ、回送キロについても考慮対象外とした。列車は598本あり、出庫、入庫はそれぞれ57箇
所、夜間の留置箇所は9箇所、仕業内で検査が可能な箇所は3箇所の初期列車ダイヤ案に加え、3本の回送列車をダミーノード、その他変更箇所として56本の追加アークを設定し、車両運用計画生成装置(情報処理装置10)で求解を行った。初期の車両運用ネットワーク生成の段階では、750個のノードと1921本のアークとして表現されたのち、ネットワークを整理し、130個のノードと1301本のアークにより数理計画法にて求解が行われた。この例では約13秒で、解を得ることができた。追加アークを4箇所用いることにより制約を満たした交番を得ることができた。
<Application example>
<<Application example 1>>
As an application example 1, as the most basic example, an example of generating a police box for two groups (a total of 26 trains, 8 trains and 18 trains) will be shown. This time, direct trains to other companies' lines were not included, and vehicle travel kilometers and forwarding kilometers were also excluded from consideration. There are 598 trains, with 57 departure and arrival points, 9 overnight detention points, and 3 points where inspections are possible within the work schedule. In addition, 56 additional arcs were set as changed parts, and solutions were obtained by the vehicle operation plan generation device (information processing device 10). At the initial stage of generating the vehicle operation network, after it was expressed as 750 nodes and 1921 arcs, the network was organized and solved by mathematical programming using 130 nodes and 1301 arcs. . In this example, the solution was obtained in about 13 seconds. By using four additional arcs, an alternation that satisfies the constraints could be obtained.

得られた車両運用計画のうち、A43仕業の出力例を図25に示す。仕業表内には、前の列車と初期の割り当て仕業が異なる場合には斜体及び強調文字で、所定の仕業と異なる箇所については通常文字で、初期ダイヤ案での割り当て仕業を表示している。得られたA43仕業については、初期のダイヤ案でA14仕業に割り当てられていた9100列車で相模大野駅を出庫し、一旦相模大野駅に9 時31分に入庫、再出庫後、海老名駅に15:50分に入
庫している。その後、A14仕業ではなく、A37仕業に割り当てられていた9297列車にて22時21分に出庫し、小田原駅到着後、追加アークによる折返し列車の運用変更が選択され、A32仕業に割り当てられていた9204列車として足柄駅に入庫する行路が選択されている。この変更可能箇所として設定した追加アークが選択されている箇所については、小田原駅折り返し時に時刻の矛盾が発生しており、ダイヤの修正が必要となることがわかる。
FIG. 25 shows an output example of A43 operation among the obtained vehicle operation plans. In the work table, when the work assigned in the initial schedule differs from that of the previous train, italic and emphasized characters are used, and when the work differs from the predetermined work, the work assigned in the initial schedule plan is displayed in normal characters. Regarding the A43 work obtained, the 9100 train that was assigned to the A14 work in the initial schedule plan left Sagami-Ono station, entered Sagami-Ono station at 9:31, and after leaving the station again, arrived at Ebina station at 15. : In stock at 50 minutes. After that, train 9297, which was assigned to A37 instead of A14, departed at 22:21, and after arriving at Odawara station, it was decided to change the operation of the train to turn back due to an additional arc, and it was assigned to A32. The train 9204 is selected for a route to Ashigara Station. At the locations where the additional arcs set as the changeable locations are selected, there is a discrepancy in the time when returning to Odawara station, and it can be seen that the timetable needs to be corrected.

<<応用実行例>>
応用事例として、土休日ダイヤ等を想定した設定方法、ならびに回送列車キロ計算機能の活用方法について、実施例を挙げる。想定したダイヤは、6編成(E61~E66) と27編
成(E11~E37)の2グループからなる33編成で構成される。
<<Application execution example>>
As an application example, an example of a setting method assuming a schedule for weekends and holidays and a method of utilizing the forwarding train kilometer calculation function will be presented. The assumed timetable consists of 33 trains consisting of 2 groups of 6 trains (E61 to E66) and 27 trains (E11 to E37).

はじめに、初期ダイヤ案のみで、出庫、列車、入庫、検査の各ノードを生成し、本装置より得られた結果のうち、E61グループの棒ダイヤを図26に示す。E61で検査を行った後、E62以降の夜間留置は、大野、開成、成城、唐木田、成城になっている。 First, only the initial timetable plan is used to generate each node for departure, train, entry, and inspection. After the examination at E61, night detention after E62 was Ohno, Kaisei, Seijo, Karakida, and Seijo.

続いて、土休日ダイヤを想定し、平日ダイヤと同じ箇所に夜間留置を行う必要があるとすると、交番内の仕業毎に留置場所を指定する必要がある。この場合には、留置場所、留置本数分だけ、4時05分出庫―同駅4時10分入庫(すなわち始発列車の前の列車)となるよう、出庫、列車、入庫ノードを生成するとともに、それぞれのノードに交番内通過日を指定する。 Next, assuming a schedule for weekends and holidays, and assuming that it is necessary to detain at night in the same place as the schedule for weekdays, it is necessary to designate a detention place for each task in the police box. In this case, the leaving, train, and entering nodes are generated so that the departure at 4:05 and the arrival at the same station at 4:10 (that is, the train before the first train) are generated for the storage location and the number of trains stored. Specify the date of passing through the police box for each node.

このように実際には運転をしないものの、列車としてノードを設定し、車両運用ネットワーク上に表現することにより、必ずこのノードを通る運用計画を得ることが可能であり、目的とする車両運用計画を得ることが出来る。得られた結果を図27に示す。図27では、E62以降の夜間留置が、足柄、小田原、小田原、唐木田、成城と、指定された留置場
所が反映された交番を得ることが出来た。
In this way, although trains are not actually operated, by setting nodes as trains and expressing them on the rolling stock operation network, it is possible to obtain an operation plan that passes through these nodes without fail, and the target rolling stock operation plan can be obtained. can be obtained. The results obtained are shown in FIG. In Fig. 27, it was possible to obtain a police box reflecting the designated detention locations of Ashigara, Odawara, Odawara, Karakida, and Seijo for nighttime detention after E62.

図27の車両運用計画を基に、回送列車キロ計算機能を活用した実行例を図28に示す。図28における、E64とE65の仕業表の一部を図29に示す。E64の3516列車が新宿に到
着後、E65の3017列車に折り返しが可能であるとする。また、ここで示す9801列車と9802
列車は回送列車である。この場合、3516 列車から、3017列車に追加アークを設定し、9801列車、9801列車の成城入庫、9802列車の成城出庫、9802列車をそれぞれダミーノードに
指定するとともに、回送列車キロを設定し、情報処理装置10で解を求める。
FIG. 28 shows an execution example using the forwarding train kilometer calculation function based on the rolling stock operation plan of FIG. FIG. 29 shows a part of the work table of E64 and E65 in FIG. After the E64 train 3516 arrives at Shinjuku, it is possible to turn back to the E65 train 3017. Also shown here are 9801 trains and 9802
The train is a deadhead train. In this case, set an additional arc from train 3516 to train 3017, designate train 9801, train 9801 entering Seijo, leaving train 9802, and train 9802 as dummy nodes. A solution is obtained in the processing unit 10 .

仮に、当該回送列車を運転しなくても、交番を生成することが可能である場合には、目的関数内の項(式1)により回送列車キロが少ない解が選択されることで、回送列車キロの削減が可能である。得られた結果は図28に示されたとおり、E64、E65の小田原での出庫列車を変更することで、回送列車を運転せずに交番が生成され、同機能が有効であることが確認された。 If it is possible to generate a police box without driving the forwarding train, the term (Equation 1) in the objective function selects a solution with a small forwarding train kilometer, so that the forwarding train A reduction of kilos is possible. As shown in Fig. 28, the obtained results confirmed that by changing the departure train at Odawara of E64 and E65, a police box was generated without operating the out-of-service train, and the function was effective. rice field.

<<直通列車を含む実行例>>
実施形態に係る車両運用計画生成装置は、相互直通運転を行っている場合に、各社所属の車両の走行キロを計算し、調整する機能を持っている。ここでは、小規模な例として、3社がそれぞれ、6編成、6編成、5編成の17編成で構成され、列車本数206本、出庫
及び入庫それぞれ29箇所、夜間留置箇所は7箇所を想定する。
<<Example of execution including direct trains>>
The vehicle operation plan generation device according to the embodiment has a function of calculating and adjusting the traveled kilometers of vehicles belonging to each company when mutual direct operation is performed. Here, as a small-scale example, it is assumed that each of the three companies consists of 17 trainsets, 6, 6 and 5, with 206 trains, 29 departure and arrival points, and 7 overnight storage points. .

本実行例では、追加アーク・ダミーノードの設定はせず、初期のダイヤ案を用いて、車庫内での車両の差し替えのみで生成可能な交番を求めることとした。各会社間での車両走行キロの差を最小に設定するには、式1のδを任意の値に、自社線の走行を優先させるためには、εを任意の値に設定することで目的とする交番を得ることができる。 In this execution example, no additional arcs or dummy nodes are set, and the initial timetable plan is used to obtain police boxes that can be generated only by replacing vehicles in the garage. In order to minimize the difference in the distance traveled by each company, δ in Equation 1 can be set to an arbitrary value. You can get a police box that says

本実行例では、初期ダイヤ案の他、δおよびεを1または0に設定することで、車両走行キロの差を最小に設定した場合、バランス型(車両走行キロの差を小さく、かつ他社線内走行キロを小さく)に設定した場合の各社、各運用グループの走行キロについて、図30(表4~7)に示す。 In this execution example, in addition to the initial schedule proposal, when the difference in vehicle traveled kilometers is set to a minimum by setting δ and ε to 1 or 0, a balance type (small difference in vehicle traveled kilometers and Fig. 30 (Tables 4 to 7) shows the mileage of each company and each operation group when setting the inner mileage to be small.

表4及び表5から、初期ダイヤ案での交番では、走行キロ過不足の絶対値の合計が1668.4km であったものが、交番の生成し直しによる結果、284.4kmに抑えることができた。また、表6に示すバランス型では、車両走行キロを最優先した結果より、絶対値は31.2km増加するものの、各社の他社線内での走行キロは43.8km減少させることが出来、各社所属車
両はより自車線内を走行する交番となった。自社線での走行を最優先に設定した場合、表7に示すとおり、他社線内車両走行キロは3481.2kmと、他の交番よりも最も小さな値となり、目的に応じた交番を得ることが出来た。
From Tables 4 and 5, it can be seen that the total absolute value of the mileage overrun and underrun at the police station in the initial timetable proposal was 1668.4km, but as a result of recreating the police station, it was able to be reduced to 284.4km. In addition, in the balanced type shown in Table 6, although the absolute value increased by 31.2 km from the result of giving top priority to the vehicle traveling kilometer, the traveling kilometer on the other company's line could be reduced by 43.8 km. became a police box that runs more in its own lane. As shown in Table 7, when the highest priority is given to driving on the company's own line, the distance traveled by vehicles on other companies' lines is 3481.2 km, which is the smallest value compared to other police boxes. rice field.

実施形態に係る車両運用計画生成装置は、以下を行うことが出来る。
・ダイヤ案から車両運用における仕業と交番を自動作成できる。
・変更可能情報を生成し、変更可能情報を用いてダイヤ案を修正できる。
・変更可能箇所の優先度を考慮したダイヤを自動作成することができる。
・ダイヤ案の変更したくない箇所は変更せずに計画を自動作成できる。
・各種検査周期を考慮した計画を自動作成できる。
・複数の運用グループの計画を同時に自動作成できる。
・複数の会社にまたがる運用グループの計画を同時に自動作成できる。
・複数の会社にまたがる車両の会社別走行キロの差を最小化することができる。
・複数の会社にまたがって運行する場合,自社の車両の自車線内の走行キロを最大化することができる。
・実行可能解が無いことを短時間でユーザに知らせる(報知する)ことができる。
・混合整数計画法により最適解を導出できる。
The vehicle operation plan generation device according to the embodiment can perform the following.
・It is possible to automatically create work and police boxes in vehicle operation from the timetable plan.
• Generate modifiable information and use the modifiable information to modify the timetable proposal.
・It is possible to automatically create a diagram that considers the priority of changeable parts.
・You can automatically create a plan without changing the parts of the timetable plan that you do not want to change.
・It is possible to automatically create a plan that considers various inspection cycles.
・Automatically create plans for multiple operation groups at the same time.
・It is possible to automatically create plans for operation groups that span multiple companies at the same time.
・It is possible to minimize the difference in the mileage of vehicles belonging to multiple companies.
・When operating across multiple companies, it is possible to maximize the number of kilometers traveled within the own lane of the company's vehicle.
- The fact that there is no feasible solution can be notified (reported) to the user in a short period of time.
・Optimal solution can be derived by mixed integer programming.

実施形態に係る車両運用計画生成装置によれば、ダイヤ案を変更可能情報(追加アーク及びダミーノード)により修正することで、実行可能な(制約を満たす)ダイヤ及び車両運用計画(仕業及び交番)を得ることができる。また、複数運用グループの検査周期を考慮し、相互直通運転を行う場合にはそれら車両キロの調整をも考慮した計画を、混合整数計画法により自動的に生成することができる。 According to the vehicle operation plan generation device according to the embodiment, by correcting the timetable plan with changeable information (additional arcs and dummy nodes), the feasible (constraint-satisfying) timetable and vehicle operation plan (work and police box) can be obtained. In addition, it is possible to automatically generate a plan that considers the inspection cycle of multiple operation groups and that also considers the adjustment of vehicle kilometers in the case of mutual direct operation, using the mixed integer programming method.

すなわち、列車ダイヤ生成と車両運用計画が切り離されたモデルではなく、初期ダイヤ案を修正しながら、車両運用計画を完成させていく実際のダイヤ改正業務プロセスに近いモデルとすることで、実用に資する解を、実用的な速度で自動的に得ることが出来るようになった。また、本装置は数理計画法を用いていることから、ヒューリスティックな求解法と比較し、解がない場合の応答性が比較的高いとともに、解が存在する場合には、最適解が保証されるという特徴がある。 In other words, rather than a model in which train timetable generation and rolling stock operation planning are separated, the model will contribute to practical use by creating a model that is close to the actual timetable revision business process of completing the rolling stock operation plan while correcting the initial timetable draft. Solutions can now be automatically obtained at a practical speed. In addition, since this device uses mathematical programming, it has relatively high responsiveness when there is no solution compared to heuristic solution methods, and when a solution exists, an optimal solution is guaranteed. There is a feature.

また、実行例で示したように、車両運用計画生成装置によれはば、平日ダイヤ、土休日ダイヤ、相互直通運転ダイヤの全てに対応することができ、改正業務における生産性の向上、ならびにダイヤと車両運用計画の品質向上に資することができる。以上説明した実施形態の構成は、適宜組み合わせることができる。 In addition, as shown in the execution example, according to the rolling stock operation plan generation device, it is possible to correspond to all weekday schedules, Saturday and holiday schedules, and mutual direct operation schedules, improving productivity in revision work and And it can contribute to the improvement of the quality of rolling stock operation planning. The configurations of the embodiments described above can be combined as appropriate.

10・・・情報処理装置
11・・・CPU
12・・・記憶装置
13・・・通信インタフェース
14・・・入力装置
15・・・ディスプレイ
10... Information processing device 11... CPU
12... Storage device 13... Communication interface 14... Input device 15... Display

Claims (13)

情報処理装置が、
列車のダイヤ案のデータと、前記ダイヤ案の変更可能箇所を示すデータとを受け付け、
前記ダイヤ案のデータを用いて、前記ダイヤ案に基づく車両運用計画の実行可能解を数理計画法により求め、
前記実行可能解が求まらない場合に、前記変更可能箇所を示すデータを用いて、前記ダイヤ案を修正し、
修正したダイヤ案に基づく車両運用計画の実行可能解を数理計画法により求め、
得られた実行可能解に基づく車両運用計画のデータを出力する、
ことを含む車両運用計画生成方法。
The information processing device
Receiving data of a proposed train schedule and data indicating changeable portions of the proposed timetable,
Using the data of the timetable plan, obtaining a feasible solution for a vehicle operation plan based on the timetable plan by mathematical programming,
When the feasible solution cannot be obtained, using the data indicating the changeable part, correcting the timetable plan,
Using mathematical programming, find a feasible solution for the vehicle operation plan based on the revised timetable plan,
Output data of vehicle operation plan based on the obtained feasible solution,
A vehicle operation plan generation method comprising:
前記情報処理装置が、前記ダイヤ案のデータとともに、又は前記実行可能解が求まらない場合に、前記変更可能箇所のデータの入力を促す画面を表示する
ことをさらに含む請求項1に記載の車両運用計画生成方法。
2. The information processing device according to claim 1, further comprising displaying a screen for prompting the input of data of the changeable part together with the data of the timetable proposal or when the feasible solution cannot be obtained. Vehicle operation plan generation method.
前記情報処理装置が、
前記ダイヤ案の編集画面を表示し、
前記編集画面を用いて生成された前記ダイヤ案の修正箇所を示すデータを、前記変更可能箇所を示すデータとして記憶する
ことをさらに含む請求項1に記載の車両運用計画生成方法。
The information processing device
Displaying the edit screen of the timetable plan,
2. The rolling stock operation plan generation method according to claim 1, further comprising storing data indicating correction points of the timetable draft generated using the editing screen as data indicating the changeable points.
前記情報処理装置は、前記ダイヤ案のデータを用いて、前記車両運用計画のモデルとして、前記車両運用計画に係る事象を示すノードと、前記ノード間を接続する重みを持ったアークとからなるネットワークを生成し、
前記変更可能箇所は、前記ネットワークに追加するアークである追加アークにより表現され、
前記追加アークは、前記実行可能解を求めるために選択される
る請求項1から3のいずれか一項に記載の車両運用計画生成方法。
The information processing device uses the data of the timetable plan to create a model of the rolling stock operation plan, which is a network composed of nodes indicating events related to the rolling stock operation plan and weighted arcs connecting the nodes. to generate
The modifiable location is represented by an additional arc that is an arc added to the network,
4. The vehicle operation plan generation method according to any one of claims 1 to 3, wherein said additional arcs are selected to obtain said feasible solution.
前記変更可能箇所は、前記追加アークと、前記追加アークによって前記ネットワーク中のノードと接続されるダミーノードとにより表現される
請求項4に記載の車両運用計画生成方法。
5. The vehicle operation plan generation method according to claim 4, wherein said changeable locations are represented by said additional arcs and dummy nodes connected to nodes in said network by said additional arcs.
前記実行可能解の求解において、前記ネットワーク中のノードは求解に使用され、前記ダミーノードは、求解における使用及び不使用を選択可能である
請求項5に記載の車両運用計画生成方法。
6. The vehicle operation plan generation method according to claim 5, wherein nodes in the network are used in solving the feasible solution, and the use or non-use of the dummy node in solving the solution can be selected.
前記追加アークには、前記実行可能解の求解における、前記追加アークの使用の優先度を示す重みが設定されている
請求項4から6のいずれか一項に記載の車両運用計画生成方法。
7. The rolling stock operation plan generation method according to claim 4, wherein weights indicating the priority of using said additional arcs in solving said feasible solutions are set for said additional arcs.
前記実行可能解は、前記ネットワークを用いて混合整数計画法により算出される
請求項4から7のいずれか一項に記載の車両運用計画生成方法。
8. The rolling stock operation plan generation method according to claim 4, wherein said feasible solution is calculated by mixed integer programming using said network.
前記情報処理装置は、前記ダイヤ案と、前記ダイヤ案の運行に使用する車両に係る車両情報に基づく車両運用計画の実行可能解を求める
請求項1から8のいずれか一項に記載の車両運用計画生成方法。
9. The vehicle operation according to any one of claims 1 to 8, wherein the information processing device obtains a feasible solution for a vehicle operation plan based on the timetable plan and vehicle information related to vehicles used for operation of the timetable plan. Plan generation method.
前記情報処理装置は、前記ダイヤ案と,前記ダイヤ案の運行に使用する車両の検査に係
る検査情報に基づく車両運用計画の実行可能解を求める
請求項1から9のいずれか一項に記載の車両運用計画生成方法。
10. The information processing device according to any one of claims 1 to 9, wherein the information processing device obtains a feasible solution for a vehicle operation plan based on the timetable plan and inspection information related to inspections of vehicles used for operation of the timetable plan. Vehicle operation plan generation method.
前記情報処理装置は、前記ダイヤ案が複数の運行会社の直通運転を含む場合における、駅間の運行会社別のキロ程を示すキロ程情報を考慮した車両運用計画の実行可能解を求める
請求項1から10のいずれか一項に記載の車両運用計画生成方法。
wherein said information processing device obtains a feasible solution of a rolling stock operation plan in consideration of mileage information indicating mileage between stations for each operating company when said timetable plan includes through operations of a plurality of operating companies. 11. The vehicle operation plan generating method according to any one of 1 to 10.
列車のダイヤ案のデータと、前記ダイヤ案の変更可能箇所を示すデータとを受け付ける処理と、前記ダイヤ案のデータを用いて、前記ダイヤ案に基づく車両運用計画の実行可能解を数理計画法により求める処理と、前記実行可能解が求まらない場合に、前記変更可能箇所を示すデータを用いて、前記ダイヤ案を修正する処理と、修正したダイヤ案に基づく車両運用計画の実行可能解を数理計画法により求める処理と、得られた実行可能解に基づく車両運用計画のデータを出力する処理と、を実行する制御部と
を含む車両運用計画生成装置。
A process of receiving data of a train timetable plan and data indicating changeable locations in the timetable plan, and using the timetable plan data to find a feasible solution for a rolling stock operation plan based on the timetable plan by mathematical programming. A process for obtaining, a process for correcting the timetable plan using the data indicating the changeable locations when the feasible solution cannot be found, and an executable solution for the rolling stock operation plan based on the corrected timetable plan. A vehicle operation plan generating device including a control unit that executes a process of obtaining by mathematical programming and a process of outputting data of a vehicle operation plan based on the obtained feasible solution.
コンピュータに、
列車のダイヤ案のデータと、前記ダイヤ案の変更可能箇所を示すデータとを受け付けるステップと、
前記ダイヤ案のデータを用いて、前記ダイヤ案に基づく車両運用計画の実行可能解を数理計画法により求めるステップと、
前記実行可能解が求まらない場合に、前記変更可能箇所を示すデータを用いて、前記ダイヤ案を修正するステップと、
修正したダイヤ案に基づく車両運用計画の実行可能解を数理計画法により求めるステップと、
得られた実行可能解に基づく車両運用計画のデータを出力するステップと、
を実行させるプログラム。
to the computer,
a step of receiving data of a train timetable proposal and data indicating changeable portions of the timetable proposal;
a step of obtaining a feasible solution for a rolling stock operation plan based on the timetable proposal by mathematical programming using data of the timetable proposal;
a step of correcting the timetable plan using the data indicating the changeable locations when the feasible solution cannot be obtained;
a step of obtaining a feasible solution for a rolling stock operation plan based on the revised timetable plan by mathematical programming;
a step of outputting vehicle operation plan data based on the obtained feasible solution;
program to run.
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