JP7417500B2 - 情報処理装置、情報処理方法、コンピュータプログラム及び走行管理システム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、情報処理装置、情報処理方法、コンピュータプログラム及び走行管理システムに関する。

移動体の運行計画を低計算コストで作成する技術として、疎な格子点からサブゴール系列を算出し、密な格子点からサブゴール間の経路を算出するものがある。この技術では、全体の運行計画を一度に再構築する方法に比べ、運行計画を生成する計算量を低減できる。

しかしながら、この技術では、計画の追加又は変更等があった場合に、全体の運行計画を再構築する必要がある。また、運行計画の作成においては移動体の混雑状況（過密状態）を制御したい場合があるが、この技術では、そのような制御を行うことができない。

特開２０００－３３９０１２号公報

本発明の実施形態は、移動体を移動させる計画を少ない計算量で生成可能な情報処理装置、情報処理方法、情報処理システム及びコンピュータプログラムを提供する。

本実施形態に係る情報処理装置は、複数の移動路と前記複数の移動路間を結合する複数の基準領域とを含み、複数のエリアに分割した前記エリアに含まれる基準領域のうち前記エリアを代表する代表領域は前記移動路を介して他の前記エリアの代表領域と結合された移動ネットワークにおいて、第１移動体に対し第１基準領域への移動を指示する移動指令情報に基づき、前記第１移動体を通過させる代表領域の順序と前記代表領域を通過するタイミングとを定めた第１計画を生成する第１計画部と、前記第１移動体の移動状況に応じて、前記第１計画で定められた前記代表領域から第１代表領域を選択し、前記第１代表領域を含む第１エリア内で前記第１移動体を移動させる第１経路と前記第１経路に含まれる基準領域を前記第１移動体が通過するタイミングとを定めた第２計画を生成する第２計画部とを備える。

第１実施形態に係る運行管理装置のブロック図。 全体走行ネットワークのグラフ構造の一例を示す図。 図２の全体走行ネットワークに４つのエリアを設定した例を示す図。 移動体情報の一例と、運行指令情報の一例とを示す図。 大局走行ネットワークの一例を示す図。 大局走行ネットワークにおける位置情報及び運行指令情報の例を示す図。 大局運行計画の一例を示す図。 局所運行計画の一例を示す図。 運行指令情報にタスク（運行指令）が追加された例を示す図。 本実施形態に係る運行管理装置の動作の一例のフローチャート。 大局運行計画部の動作の一例のフローチャート。 局所運行計画部の動作の一例のフローチャート。 下位ノード数を変更する例を示す図。 第３実施形態に係る全体走行ネットワークの例を示す図。 第３実施形態に係る大局走行ネットワークの例を示す図。 第３実施形態に係る運行管理装置のブロック図。 本実施形態に係る３段階の走行ネットワークを示す図。 ３次元空間上の全体飛行路ネットワーク、及び大局飛行ネットワークの例を示す図。 第６実施形態に係る位置情報と運行指令情報との例を示す図。 第７実施形態に係る運行管理ＵＩの画面の一例を示す図。 図１の運行管理装置（情報処理装置）のハードウェア構成を示す図。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る運行管理装置１００と、複数の移動体１～Ｎと、運行指令情報生成装置２００（タスク生成装置）とを備えた走行制御システムのブロック図を示す。運行管理装置１００は、大局走行ネットワーク生成部１１（第１仮想移動ネットワーク生成部）、大局運行計画部１２（第１計画部）、局所運行計画部１３（第２計画部）、移動体管理部１４、通信部１５、表示部１６、走行路情報データベース（ＤＢ）２１、基準領域ＤＢ２２、走行ネットワーク情報ＤＢ２３、移動体情報ＤＢ２４、運行指令情報ＤＢ２５、運行計画ＤＢ２６を備えている。運行管理装置１００は、運行指令情報生成装置２００と有線又は無線により接続されている。

運行管理装置１００は、一例として自由平面等の走行エリアを含む走行ネットワーク（全体走行ネットワークと呼ぶ）を自律走行する複数の移動体１～Ｎの運行を効率的に制御するための計画である運行計画（大局運行計画、局所運行計画）を作成する。移動体の運行は、移動体の走行、及び荷物の積み上げ・積み降ろし等の作業を含む。運行計画の作成の際には、複数の移動体間に衝突又はデッドロック等の競合を起こさないようにする。複数の移動体１～Ｎは、ＡＧＶ、自律型の移動ロボット、自動走行の車両（例えば自動走行車）、ドローンなどの、自律移動可能な移動体である。

複数の移動体１～Ｎは、例えば、工場内、倉庫内又は施設敷地内などを走行する。複数の移動体１～Ｎは一例として蓄電池（バッテリー）を搭載し、バッテリーに蓄積された電力を用いて走行（移動）又は荷物の積み上げ・積み降ろし等の動作を行う。

全体走行ネットワークは、基準となる複数の領域（基準領域）と、基準領域間を結合する複数の走行路（移動路）とを含む移動ネットワークである。基準領域は、例えば走行路の交差部や、走行路の端部などである。基準領域の一部又は近傍には、移動体が荷物（搬送物）を受け取る搬入口、荷物を積み上げ又は積み下ろしする棚などが配置されている。移動体は基準領域で作業を行ったり、荷積み荷降ろしをしたりすることができる。荷積み・荷下ろしは移動体が行う他、移動体の傍にいる作業員が行う場合もあり得る。走行路の形状は、直線でも、曲線でも、直線と曲線の組み合わせでもよい。走行路は移動体が移動可能な移動路の一例である。

全体走行ネットワークをＸＹ平面の２次元空間で表した場合、基準領域は、ＸＹ座標により特定される。あるいは、複数のＸＹ座標の組により基準領域を特定してもよい。例えば基準領域が矩形の場合、各頂点のＸＹ座標の組により基準領域を特定してもよい。また、高さを考慮して、全体走行ネットワークをＸＹＺ空間（３次元空間）で表した場合、基準領域は、ＸＹＺ座標により特定される。あるいは各頂点のＸＹＺ座標の組により基準領域を特定してもよい。

走行ネットワーク情報ＤＢ２３は、全体走行ネットワークの構造情報をグラフデータとして記憶している。全体走行ネットワークは、基準領域に対応するノードと、走行路に対応するリンクとを含むグラフデータとして管理されている。ノード間はリンクによって結合される。基準領域及びノードは、全体走行ネットワークのマップデータに対応付けた形で管理される。リンクは、リンクの両端のノードの位置の組によって管理される。マップデータは、予めＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ－Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）等の図面として定義されたものでもよいし、移動体が自己位置検知機能により環境マップを作成する機能を有する場合は、当該機能により作成した環境マップでもよい。

図２は、全体走行ネットワークのグラフ構造の一例を示す。丸印はノードを表し、丸印間の線はリンクを表す。横方向にアルファベットの番地a～l（エル）が設定され、縦方向に数字の番地0～3が設定されている。ノードは、横方向の番地と縦方向の番地との組によって識別される。ノードＩＤ（ノード名）を、固定値N＋横番地＋縦番地の組み合わせで表現する。例えば２つのドット模様の丸のノードＩＤは、“Nc1”,“Nc2”である。リンクには任意の方法でＩＤが付与されている。リンクは、両端のノード名の組によって識別されることができる。

全体走行ネットワークは、互いに重複しない複数のエリアが設定されている。すなわち、全体走行ネットワークは複数のエリアに分割されている。

図３は、図２の全体走行ネットワークに４つのエリア（エリアＡ～Ｄ）を設定した例を示す。横方向の番地がa～cまでのノードを含むエリアＡ、横方向の番地がd～fまでのノードを含むエリアＢ、横方向の番地がg～iまでのノードを含むエリアＣ、横方向の番地がj～lまでのノードを含むエリアＤが設定されている。エリア分割の設定は、運行管理責任者が決定し、図示しない入力装置を用いて運行管理装置１００に入力してもよい。またリンク・ノードをそれぞれ枝・葉とみなし、グラフ理論などを用いた仕組みによりエリア分割を行ってもよい。エリアの設定情報は、走行ネットワーク情報ＤＢ２３に格納されている。

なお、移動体は、前方向、後方向又は前後両方向に移動できてもよい。移動体は前後を反転するように回転可能であってもよい。また、移動体は、斜め方向など、前後以外の方向に移動できてもよい。

移動体の状態を検出するセンサ、移動体と通信する通信装置又はこれらの両方が、基準領域、走行路、棚、搬入口、その他の任意の箇所に配置されていてもよい。この場合、センサは、通信装置及び運行管理装置１００の少なくとも一方と有線又は無線で接続される。

移動体は、図１の運行管理装置１００の管理の元、割り当てられた運行指令情報に従って全体走行ネットワークを走行（移動）させられる。例えば、搬入口から受け取った荷物を、別の搬入口まで運ぶ。移動の途中で、棚から荷物を積み下ろしたり、積み上げたりするなどの作業を行う場合もある。各移動体は、運行管理装置１００が運行指令情報及び移動体の位置情報に基づき生成した移動命令データを受信し、移動命令データに含まれる命令群を実行する。なお、移動体は、荷物の搬送を行わず、ただ移動するだけの場合もあり得る。

本実施形態では、１つのノード（基準領域）には移動体は１台しか進入できないとする。また、１つのリンク（走行路）で他の移動体を追い抜いたり、リンクの途中で方向転換して戻ったりすることはできないとする。走行路は１車線でも２車線以上でもかまわない。ただし、ここに記載した前提は一例にすぎず、これらの制約の全部又は一部が存在しなくてもよい。

走行路情報ＤＢ２１は、全体走行ネットワークにおける走行路に対応するリンクの情報を走行路情報として記憶している。走行路情報は、リンクＩＤ（走行路ＩＤ）と、リンクの両端のノードのＩＤ（すなわち走行路の両端の基準領域のＩＤ）とを含む。

基準領域ＤＢ２２は、全体走行ネットワークにおける基準領域に対応するノードの情報を記憶している。ノードの情報は、例えばノードＩＤ、Ｘ座標及びＹ座標を含む。また基準領域ＤＢ２２は、全体走行ネットワークにおける各エリアに含まれる基準領域（ノード）のうち各エリアを代表する基準領域である代表領域の情報（ＩＤ）を記憶している。エリアの代表領域は、他のエリアの代表領域に走行路を介して結合されている。図３の例ではノードNb0、Ne0,Nh0,Nk0に対応する基準領域が、それぞれエリアＡ～Ｄの代表領域である。

移動体情報ＤＢ２４は、１つ以上の移動体の情報を格納している。例えば、移動体のＩＤ及び位置情報を格納している。移動体の位置情報は、一例として、リアルタイムの位置情報（最新の位置情報）、及び移動体がこれまで通過した位置の履歴情報を含む。例えば、移動体から一定時間ごとに位置情報を含むデータを受信し、受信したデータから、移動体の位置情報を取得してもよい。あるいは、全体走行ネットワークに設けられたセンサに接続された通信装置から、センサにより検知された移動体の通過を通知するデータを受信してもよい。移動体の位置情報として、まだ運行指令情報を割り当てられていない待機中の移動体の位置情報（ホームポジション）を受信してもよい。この場合、待機中の移動体又は待機場所に設置されたセンサに接続された通信装置から、移動体の位置情報を含むデータを通信部１５が受信することで、移動体の待機位置を把握できる。通信部１５は移動体と無線又は有線により通信する。通信の方式は無線LAN（Local Area Network）、モバイル通信、専用の通信規格など特に問わない。

ＩＤ及び位置情報以外の移動体の情報の例としては、移動体が搭載するバッテリーの残存電力、移動体が荷物を保有しているか否か（移動体が荷物を搬送する場合）、搬送中の荷物の種類や数等が有り得る。移動体の固有の情報として、例えば、標準速度、最大速度、最低速度、移動体のサイズ、移動可能な方向など、移動体の仕様情報がある。物の搬送を目的とした移動体であれば、荷物の積み降しに要する作業時間の情報（例えば所定個数の荷物を積み上げ又は積み下ろすのに要する時間）がある。ここに挙げた情報は一例に過ぎず、他の情報でもよい。

図４（Ａ）は、移動体情報の一例を示す。２台の移動体(agv1,agv2)の位置が示されている。ここではagv1がホームポジションであるノードNc1に存在し、agv2がホームポジションであるノードNc2に存在している。前述した図２及び図３ではノードNc1,Nc2はドット模様のノードに相当する。agv1がノードNc1に存在するとは、agv1がノードNc1に対応する基準領域に存在していることを意味する。

運行指令情報ＤＢ２５は、１つ以上の移動体に割り当てるべき運行指令（タスク）を表した運行指令情報（タスク情報）を格納している。運行指令情報は、運行指令情報生成装置２００により生成され、運行管理装置１００で受信される。運行指令情報は後述する大局運行計画部１２によって移動体に割り当てられる。

運行指令情報生成装置２００は、例えば運行管理装置１００の操作用の入力インタフェースを備え、入力インタフェースを介して操作者であるユーザから、運行指令生成指示を受け付ける。運行指令生成指示には、一例として運行の開始地点、目的地点、開始地点で行う作業の内容、目的地点で行う作業の内容が含まれる。但し、移動体が開始地点から目的地点まで移動するのみの場合は、作業の内容は不要である。一例として、運行指令情報生成装置２００は、ユーザから入力された運行指令生成指示に基づき、開始地点で荷積みを行い、目的地点に移動し、目的地点で荷降ろしすることを指示する運行指令情報を生成する。運行指令情報生成装置２００は、生成した運行指令情報を運行管理装置１００に送信する。

運行管理装置１００は、運行指令情報生成装置２００から受信した運行指令情報を、運行指令情報の実行状態を示す情報（状態情報）に関連づけて、運行指令情報ＤＢ２５に格納する。運行指令情報は、一例として、開始地点及び目的地点の情報を含み、開始地点及び目的地点で行うべき作業の情報を含む。開始地点及び目的地点の間の地点で行う作業が存在する場合は、当該地点の情報と当該地点で行う作業の情報を含む。運行指令情報は、運行指令情報生成装置２００から取得する以外の方法として、ユーザが入力装置を用いて入力してもよいし、運行指令情報生成装置２００以外の外部の装置から有線又は無線の通信により取得してもよい。

図４（Ｂ）は、運行指令情報の一例を示す。２つの運行指令の例が示される。１つ目の運行指令（task1）は、作業の開始地点であるノードNa2で荷積みをし、目的地点であるノードNl2まで移動して、Nl2で荷降ろしすることを指示する。移動体が開始地点であるノードNa2に最初に存在しない場合は（例えば別途定めたホームポジションに存在する場合）、ノードNa2まで移動する必要がある。２つ目の運行指令（task2）は、作業の開始地点であるノードNd1で荷積みをし、目的地点であるノードNg1まで移動して、Ng1で荷降ろしすることを指示する。運行指令の実行が完了した移動体はホームポジションまで戻るように予め決められていてもよい。ホームポジション（出発地点）は作業の開始地点と同じでもよいし、他の地点でもよい。

運行計画ＤＢ２６は、後述する大局運行計画部１２により生成された大局運行計画、及び後述する局所運行計画部１３により大局運行計画から生成された局所運行計画を記憶する。後述するように局所運行計画には、対象となるエリアについて、移動体が通過するノード（基準領域）の順序、ノードの到着時刻、ノードで行うべき作業が含まれる。移動体が通過するノードの順序は、移動体が走行（移動）する経路に相当する。移動体がノードを通過するとは移動体がノードに到着して当該ノードから出発する以外に、移動体がノード（基準領域）から出発する場合、又はノード（基準領域）に到着する場合も含む。大局運行計画は、一例として、移動体を移動させるために通過する代表領域の順序と当該代表領域を通過するタイミングとを定めた第１計画を含む。局所運行計画は、一例として、第１計画で定められた各代表領域を含むエリア（第１エリア）内を移動する経路（第１経路）と第１経路に含まれる基準領域を通過するタイミングとを定めた第２計画とを含んでいる。なお、エリア内を代表領域以外の基準領域を通過しない場合は、第２計画は当該代表領域を通過するタイミングのみを含む。

移動体管理部１４は、運行計画ＤＢ２６における移動体の局所運行計画に基づき移動体の走行（移動）を制御する走行制御部である。具体的には、移動体管理部１４は、移動体が局所運行計画で定められたノード（基準領域）の順序で、当該局所運行計画で定められた時刻に到着することを指示する移動命令データを生成する。移動体がノードで行うべき作業が存在するときは、ノードで行うべき作業の命令も移動命令データに追加する。移動体管理部１４は、移動命令データを、通信部１５を介して移動体に送信する。移動体は移動命令データを実行することで、各ノードを順番に移動し、作業を行うべきノードでは、指示された作業を行う。移動体管理部１４について、より詳細には、以下の通りである。

移動体管理部１４は、局所運行計画で定められた地点（ノード）へ移動する命令（移動命令）を順次生成する。移動命令にはノードに到着すべき時刻が含まれてもよい。またノードで行うべき作業が存在するときは、当該ノードで作業を実行する命令（作業の実行命令）を含めてもよい。作業の例として、搬入口から荷物を受け取ること、受け取った荷物を棚に運ぶこと、棚に荷物を積み上げることなどがある。また、棚から荷物を積み降ろすことなどもある。

移動体管理部１４は、移動体が通過する基準領域の順序で、それぞれ生成した命令（移動命令及び作業の実行命令）を配置することにより、移動体の移動命令データを生成する。

移動体管理部１４は、生成した移動命令データを、通信部１５を介して、当該移動体に送信する。その後、移動体管理部１４は、移動体と通信部１５を介して通信することにより、移動命令データが送信された移動体の状況を管理する。例えば、移動体がどの命令を実行しているのか、どの位置に存在するのか（どのノード又はどのリンクに存在するかなど）を管理している。また移動体管理部１４は、運行指令情報をまだ割り当てられていない移動体についても、通信部１５を介して通信することで、移動体の状況を管理してもよい。

移動体管理部１４は、移動体から運行指令情報に係る移動命令データの実行を全て完了したとの通知を受信した場合、運行指令情報ＤＢ２５から実行が完了した運行指令情報を削除してもよいし、実行完了のフラグを運行指令情報に設定してもよい。移動体管理部１４は、移動体に対して局所運行計画が生成又は更新されるごとに、移動命令データを生成し、生成した移動命令データを移動体に送信する。

表示部１６は、ＤＢ２１～２６に記憶されている情報、各部１１～１３により生成されたデータ、移動体から収集した情報に基づき、ユーザインタフェース画面を介して各種情報を表示する。運行管理装置１００の管理者、監視員、作業員等のユーザは、表示部１６に表示された内容に基づき、移動体の運行状況等を確認できる。詳細は第７実施形態で説明する。

（大局走行ネットワーク生成部１１）
大局走行ネットワーク生成部１１は、全体走行ネットワーク（移動ネットワーク）のグラフ構造に基づいて、大局走行ネットワークを生成する。全体走行ネットワークにおける複数のエリアの代表領域をそれぞれ代表ノードとし、代表ノード間をリンク（第１リンク）を介して結合する。各代表ノードに１つ以上のリンク（第２リンク）を介して１つ以上の下位ノードを結合する。これにより第１仮想移動ネットワークである大局走行ネットワークを生成する。第１仮想移動ネットワーク上で移動体はリンクを仮想走行路として移動し、ノードを通過（到着、出発を含む）することができる。全体走行ネットワークにおいてエリア内に複数の代表領域が存在する場合、大局走行ネットワークの当該エリア内に代表ノードが複数設定されてもよい。本実施形態では１つのエリアに１つの代表ノードを設定する場合を示す。

代表ノードに結合される下位ノードは、代表ノードが代表するエリア内にそれぞれ存在することが許可されている（代表ノードの下位ノードに進入が許可されている）移動体の台数の制約を表す。具体的には、下位ノード数は、代表ノードのエリアに移動体が進入可能な台数として機能する。つまり、下位ノード数によって、エリアの制約条件が与えられている。制約条件（下位ノード数）は、運行計画ＤＢ２６又はその他の任意のＤＢ又は記憶部に格納される。運行管理装置１００のオペレータ等のユーザから入力装置を介して入力され、動的に変更されてもよい。下位ノード数は運行管理責任者が決定しても良く、移動体の運用状況に従って機械的に決定してもよい。

図５は、図３の全体走行ネットワークから生成された大局走行ネットワークの一例を示す。エリアＡ～Ｄにそれぞれ代表ノードが設けられている。代表ノードは斜線の丸印によって示されている。エリアＡ～Ｄは、図３の全体走行ネットワークに設定したエリアＡ～Ｄに対応する。以降、エリアＡ～Ｄというときは全体走行ネットワーク及び大局走行ネットワークのいずれのエリアＡ～Ｄを指してもよい。代表ノードは斜線付きの丸印によって示されている。エリアＡ，Ｂにはそれぞれ下位ノードが２つ、エリアＣには下位ノードが３つ、エリアＤには下位ノードが１つ設けられている。下位ノードは白抜きの丸印によって示されている。下位ノードの個数は前述したように、エリアに進入可能な（代表ノードから下位ノードへ移動可能な）移動体の台数の制約条件として機能する。

下位ノードのＩＤ（下位ノード名）は、例えば固定値S＋エリア名＋横方向の番地（番号）の組み合わせで表現する。例えば、エリアＡにおける左下位ノードはSa1である。代表ノードは固定値S＋エリア名＋固定値（本例では0）で表現する。例えば、エリアＡの代表ノードはSa0である。それぞれの下位ノードは、下位ノードと同じエリアの代表ノードにリンク（第２リンク）を介して、結合されている。また隣接するエリア間では、代表ノード同士がリンク（第１リンク）を介して結合されている。エリアＡの代表ノードSa0が、エリアＢの代表ノードSb0と結合されている。エリアＢの代表ノードSb0は、エリアＡの代表ノードSa0とエリアＣの代表ノードSc0と結合されている。また、エリアＣの代表ノードSc0は、エリアＢの代表ノードSb0と、エリアＤの代表ノードSd0と結合されている。エリアＤの代表ノードSd0は、エリアＣの代表ノードSc0と結合されている。代表ノード間の結合は、全体走行ネットワークにおける代表領域間の結合関係から決定できる。全体走行ネットワークに比べ、大局走行ネットワークは簡易なグラフ構造で表現できる。全体走行ネットワークが大規模になるほど、その効果は大きくなる。

大局運行計画部１２は、運行指令情報ＤＢ２５に記憶されている運行指令情報のうち未割り当ての運行指令情報を検出する。検出した運行指令情報を移動体に割り当てる。エリアの制約条件（本例ではエリアの下位ノード数）に基づき、移動体の大局運行計画を生成する。大局運行計画は、代表ノード間の移動と、代表ノードと下位ノード間の移動とを含む。大局運行計画は、大局走行ネットワークを移動する経路（第２経路）と第２経路に含まれる複数のノード（代表ノード、下位ノード）を移動するタイミングとを定めた計画である。

具体例として、図４（Ａ）に示した２台の移動体agv1,agv2に、図４（Ｂ）に示した運行指令情報の運行指令（task1,task2）をそれぞれ割り当てるとする。agv1,agv2は最初それぞれホームポジションに存在する。agv1,agv2のホームポジションは、図４（Ａ）の移動体情報に示されるノードNc1,Nc2である。前述したように、task1はNa2で荷積みし、Nl2で荷降ろしする運行指令、task2がノードNd1で荷積みしノードNg1で荷降ろしする運行指令に対応する。荷積み及び荷降ろしの指令は明示的に示されていないが、本実施形態では２地点間の運行指令は、開始地点で荷積みを行い、到着地点で荷降ろしを行うことを黙示に含んでいるものとする。

task1（運行指令）は、agv1に対するNa2からNl2（第１基準領域）への移動指令情報の一例に相当する。task2（運行指令）は、agv2に対するNd1からNg1（第１基準領域）への移動指令情報の一例に相当する。また、task1,task2とも移動体のホームポジションが作業の開始位置と異なっているため、agv1,agv2をホームポジションから作業の開始位置に移動させる必要がある。したがって、task1は、ホームポジションNc1から作業の開始位置Na2（第１基準領域）への移動指令情報を包含している。task2は、ホームポジションNc1から作業の開始位置Nd1（第１基準領域）への移動指令情報を包含している。

大局運行計画部１２は、全体走行ネットワークにおける移動体の位置情報と、移動体に割り当てられた運行指令情報とに基づき、大局走行ネットワークにおける移動体の位置情報（下位ノード又は代表ノード）及び運行指令情報（大局運行指令情報）を生成する。

全体走行ネットワークにおけるエリア内のノード（ホームポジション）に存在する移動体は、大局走行ネットワークにおける同じエリア内の任意の下位ノードに割り当てることができる。すなわち、全体走行ネットワークにおけるエリア内のノードにいる移動体の位置を、大局走行ネットワークにおける同じエリア内の任意の下位ノードの位置に変換できる。但し、１つの下位ノードには１台の移動体しか存在（割り当て）できないとものとする。したがって、他の移動体がすでに当該下位ノードに割り当てられた場合（当該下位ノードから出発せずに存在する場合）、当該下位ノードに移動体を割り当てることはできない。つまり、まだどの移動体も割り当てられていない下位ノードに移動体を割り当てる必要がある。したがって、大局運行計画部１２は、下位ノード数を超えないように、運行指令情報を移動体に割り当てる必要がある。下位ノード数を超える、割り当てるべき移動体が存在する場合は、下位ノードが空くまで、運行指令情報の割り当てを待機する必要がある。これにより大局走行ネットワークのエリア内に下位ノード数を超える移動体が同時に存在することを抑制する。

開始地点のノード、目的地点のノードについても同様にして、全体走行ネットワークと同じエリア内の下位ノードに移動体を割り当てる。例えば、移動体の目的地点について、全体走行ネットワークの目的地点と同じエリア内の任意の下位ノードに移動体を割り当てる。

図６は、大局走行ネットワークにおける移動体の位置情報及び運行指令情報の例を示す。全体走行ネットワークにおいてホームポジションであるノードNa2に存在したagv1は、大局走行ネットワークにおいては下位ノードSa1に割り当てられている。また、全体走行ネットワークにおいてホームポジションであるノードNd2に存在したagv2は、大局走行ネットワークにおいては下位ノードSa2に割り当てられている。すなわち、agv1の位置は下位ノードSa1の位置、agv2の位置は下位ノードSa2の位置に変換されている。運行指令についても同様に、task1に示される開始地点Na2がSa1に変換され、目的地点Nl2がSd1に変換されている。また、task2に示される開始地点Nd1がSb1に変換され、目的地点Ng1がSc1に変換されている。なお、agv1のホームポジションと、agv1の開始位置（荷積み位置）は、大局走行ネットワークにおいては同じSa1になっている。

大局運行計画部１２は、大局走行ネットワークにおける移動体の位置情報及び運行指令情報に基づき、移動体の大局運行計画を生成する。大局走行ネットワークにおいてホームポジションに対応する下位ノードから目的地点の下位ノードまで移動する経路（大局経路あるいは第２経路）を算出する。この際、大局走行ネットワークにおけるエリア内の制約条件を満たすように、移動体の下位ノード又は代表ノードを通過するタイミング（到着時刻）を算出する。例えば、エリア内で下位ノード数を超える移動体が同時に存在しないように、移動体の下位ノード又は代表ノードを通過するタイミング（到着時刻）を算出する。これによりエリア内には下位ノード数を超える移動体が同時に存在しないよう制御される。その他、リンク上での他の移動体の追い抜き、リンク上で方向転換して戻るなどの動作が禁止されるなどの制約があれば、当該制約を満たすようにする。大局運行計画の生成の方法は特定のものに特に限定されるものではない。

例えば、シミュレーションにより移動体のあらゆる移動パターンを探索することにより、デッドロック等の発生しない経路とタイミングを決定してもよい。この際、移動体の移動速度として標準速度を用いてもよい。標準速度は、移動体の特性、走行路の特性（例えば走行路の材質など）、走行路の勾配などに応じて定められていてもよい。デッドロック等が生じる可能性がある条件を定義し、条件を満たさない移動パターンを探索してもよい。あるいは、各移動体の経路を決定し、経路の決定後、移動体間でデッドロック等が生じないように各ノードの到着時刻を決定してもよい。経路は、出発地点（ホームポジション又は作業の開始地点）から目的地点までの移動距離又は移動時間が最短となる経路でもよい。この際、下位ノードから代表ノードまでの距離は、全体走行ネットワークにおける移動体が存在する基準領域から代表領域までの距離（最短距離又は平均距離等）を用いてもよい。同様に、代表ノード間の距離は、全体走行ネットワークにおけるそれぞれ対応する代表領域間の距離を用いてもよい。

大局運行計画部１２は、このようにして大局走行ネットワークにおけるノード（下位ノード、代表ノード）の通過順序と、当該ノードの到着時刻とを含む大局運行計画を生成する。大局運行計画は、ノード（下位ノード又は代表ノード）で行う作業の情報を含んでもよい。大局運行計画の全体又は一部、特に、大局運行計画において代表ノードを通過する順序と代表ノードを通過するタイミングとを含む計画部分は、全体走行ネットワークにおいて代表領域を通過する順序と代表領域を通過するタイミングとを含む第１計画に相当する。

図７は、図６に示した大局走行ネットワークにおける移動体情報及び大局運行指令情報に基づき生成された大局運行計画の一例を示す。

task1はagv1に割り当てられている。agv1はまずSa1に向かい、Sa1で荷積みをする。出発時にagv1はSa1にいるため、Sa1に移動する動作は必要がないように見える。しかしながら、agv1のホームポジションと、作業の開始位置とが大局走行ネットワークでは同じであるものの、全体走行ネットワークでは異なっている。このため、大局走行ネットワークのエリア内の移動を表現する必要上、Sa1からSa1へ移動する動作が必要となる。agv1はSa1に移動した時の到着時刻（あるいはSa1を通過する時刻）は100である。以降、Sa1に時刻100で到着することをSa1(100)と記載し、他のノードの到着もこの表記に倣う。agv1はSa1で荷積みをした後、Sa0(200)、Sb0(300)、Sc0(400)、Sd0(500)、Sd1(600)と順番に移動し、Sd1で荷降ろしする。荷降ろし後、Sd0(700)、Sc0(800)、Sb0(900)、Sa0(1000)、Sa1(1100)と順次移動することにより、agv1がホームポジションNc1に帰還する。

task2はagv2に割り当てられている。agv2のSa0の到着時刻が300であるが、これはagv1がSa0を通り過ぎた後にagv2がSa0を通過することを意味している。したがって、agv2はagv1がSa0を通り過ぎるのを待って、Sa0(300)、Sb0(400)、Sb1(500)と移動し、Sb1で荷積みをする。次にagv2はSb0に向かうが、Sb0の到着時刻が1000となっている。すなわち、agv1がエリアＤに荷物を降ろし、その後エリアＡに向かうが、agv1が通り過ぎるのを待ってから、agv2がSb0に向かって移動することを意味する。agv2はSb0(1000)、Sc0(1100)、Sc1(1200)と順次移動し、Sc1で荷降ろしする。そしてSc0(1300)、Sb0(1400)、Sa0(1500)、Sa2(1600)と移動することにより、agv2がホームポジションNc2に帰還する。

大局運行計画部１２は、移動体管理部１４から移動体の位置等の情報を取得し、大局運行計画に従って移動体を大局走行ネットワーク上で仮想的に移動させる。移動体が遅延するなどにより大局運行計画を守ることができなくなった場合は、運行計画ＤＢ２６における当該大局運行計画を変更することも可能である。この場合、必要に応じて、後述の局所運行計画も変更する。

局所運行計画部１３は、大局走行ネットワーク又は全体走行ネットワークにおける移動体の移動状況に応じて、大局運行計画から代表ノードを選択し、代表ノードが含まれるエリアについて、局所運行計画を生成する。局所運行計画は、全体走行ネットワークにおける当該エリア内で、移動体が移動する経路（第１経路）と経路に含まれる基準領域（ノード）を通過するタイミングとを定めた第２計画の一例に相当する。なお、選択した代表ノードについて、当該代表ノード以外のノード（下位ノード）を通過しないエリアについては、大局運行計画における代表ノードの到着時刻を代表領域の到着時刻とした局所運行計画を生成すればよい。すなわち、当該代表領域に当該到着時刻で到着することを定めた局所運行計画を生成すればよい。局所運行計画は、移動体へ送信する移動命令データを生成する元となる計画である。

図８は、図７の大局運行計画に基づき生成した、エリアＢにおける局所運行計画の例を示す。agv1が大局運行計画の通り、Sa0に時刻200で到着し、このタイミング（エリアＢへ進入するタイミング）でエリアＢに関する局所運行計画を生成する場合を想定する。すなわち、大局運行計画においてエリアＢの代表ノードを選択し、エリアＢ内を移動体が移動する経路（第１経路）と経路に含まれる基準領域（ノード）を通過するタイミングとを定めた局所運行計画を生成する場合を想定する。エリアＢに関する大局運行計画において、task1ではSb0(300)、Sb0(900)であり、task2ではSb0(400)、Sb1(500)、Sb0(1000)、Sb0(1400)である。なお、エリアＡについてはホームポジションの出発前に局所運行計画を生成し、局所運行計画に従ってagv1を移動させることで、agv1はSa0に時刻200で到着している。つまり、出発前に大局運行計画においてエリアＡの代表ノードが選択され、エリアＡ内を（当該代表ノードまで）agv1が移動する経路と経路に含まれる基準領域（ノード）を通過するタイミングとを定めた局所運行計画が生成される。この局所運行計画を実行する移動命令データがagv1に送信され、agv1が移動命令データを実行することで、Sa0に時刻200で到着している。

大局走行ネットワークのSb0は全体走行ネットワークのNe0に対応するため、Sb0をNe0にそのまま置き換える。task1では、Sb0(300)、Sb0(900)を、Ne0 (300)、Ne0 (900)に置き換える。

task2では、Sb0(400)とSb0(1000)とSb0(1400)をそれぞれ、Ne0(400)とNe0 (1000)とNe0 (1400)に置き換える。task2のSb1(500)は、図４（Ｂ）の全体走行ネットワークの運行指令情報よりNd1での荷積みを表している。全体走行ネットワークよりSb1(500)への移動は、Ne1(X1)、Nd1(X2)への移動に相当する。またこの後、Ne1(X3)を通過してNe0(1000)へ戻る（移動）する必要がある。このため、Sb0(400)、Sb1(500)、Sb0(1000)の移動は、Ne0(400)、Ne1(X1)、Nd1(X2)、Ne1(X3)、Ne0(1000)の移動に置き換わる。X1、X2、X3は、Ne1,Nd1,Ne1の到着時刻である。X1、X2、X3は、全体走行ネットワークにおけるエリアＢ内でagv2の走行を計画することにより決定する。例えば、agv2の標準的な移動速度に基づきNe1、Nd1、Ne1の到着時刻をシミュレーションしてもよい。前述した大局運行計画と同様の方法を用いてもよい。この際、エリアＢ内に他の移動体（他のagv）の局所運行計画が作成済みの場合は、当該他のagvの局所運行計画に影響を与えないように（他のagvの局所運行計画を変更しないように）することが望ましい。また、走行路（リンク）での追い越しや、リンク上で方向転換して戻ることができないなどの制約条件が存在する場合、制約条件を満たすように、agv2の局運行計画を作成する。図８の例では、Ne1(X1)、Nd1(X2)、Ne1(X3)をそれぞれNe1(410)、Nd1(500)、Ne1(510)と決定している。

上述の例では、局所運行計画部１３は、移動体agv1に対するエリアＢの局所運行計画を、agv1がエリアＢに進入するタイミングで生成した。つまりagv1がエリアＢに進入するタイミングとして、Sa0を出発した時刻200（到着時刻と出発時刻が同じであるとみなす）で、agv1についてエリアＢの局所運行計画を生成した。agv2のエリアＢの局所運行計画についてもagv2がエリアＢに進入するタイミングで生成すればよい。このように、実際に移動体が進入するエリアに近づいたタイミングで当該エリアの局所運行計画を生成することで計画のやり直しを行う可能性を低減できる。つまりエリアの局所運行計画を生成してから実際にエリアに進入するまでの時間が長くなると、移動体が遅延したり、前を走行している移動体の計画がトラブルで遅延したりするなどで、局所運行計画の再作成が必要になる場合がある。しかしながら、エリアに進入するタイミングで局所運行計画を生成することで、このような可能性を低減できる。これにより、局所運行計画を生成する計算量を低減できる。

但し、局所運行計画を生成するタイミングは上記の例に限定されず、様々なバリエーションが可能である。例えば、移動体に対して大局運行計画が生成された時点で続けて（移動開始前に）エリアの局所運行計画を生成してもよい。例えばホームポジションが含まれるエリアについては、大局運行計画の生成後、ホームポジションからの出発前に局所運行計画を生成する。別の例として、ホームポジションを含むエリア以外のエリアについても出発前に局所運行計画を生成してもよい。例えば、移動予定のエリアに現時点で他の移動体が存在しない場合は、予め局所運行計画を生成しても、変更が必要になる可能性は低いと判断できる。但し、当該移動体の当該エリアの局所運行計画が生成された後で、他の移動体が当該移動体より前に当該エリアに進入する運行指令が割り当てられる可能性がある。この場合は、必要に応じて、当該移動体の当該エリアの局所運行計画を更新（再生成）すればよい。例えば当該移動体が当該エリアに進入するタイミングで、局所運行計画を再生成（更新）してもよい。

より詳細には、局所運行計画部１３は、移動体に対してエリアの局所運行計画を事前に生成した場合、エリアに進入するタイミングで、局所運行計画の再計画が必要か否かを判断する。再計画が必要ならば、局所運行計画を再生成する。例えば当該移動体にあるエリアの局所運行計画が生成された後、他の移動体について当該エリアの局所運行計画が生成されるとする。他の移動体の当該エリアの局所運行計画が、上記移動体の局所運行計画よりも先に開始される場合に、上記移動体の局所運行計画がそのまま実行されると移動体同士の競合が生じる場合がありうる。例えば、当該他の移動体が予定通りの時刻で作業を行うことができず遅延したとする。移動体が走行路で他の移動体と向かい合い、互いに後進できず、デッドロック等の競合が発生する。このような競合が生じうる場合に上記移動体がエリアに進入する前に（当該エリアの代表ノードを通過する前に）局所運行計画を変更する必要がある。

また、局所運行計画を生成するタイミングの他の例として、エリアの代表領域までの距離が一定値以下になった場合、あるいは、エリアの代表領域に到着するまでに要する時間が一定値以下になった場合に、当該エリアの局所運行計画を生成してもよい。

局所運行計画部１３は、エリアについての局所運行計画を必ずしも計画対象期間のすべてにわたって生成する必要はない。例えば大局運行計画において、エリアで移動体が存在しない期間が存在する場合、当該期間については当該エリアの局所運行計画を生成しなくてもよい。例えば、図８の例では、時刻1100～1300の間はエリアＢに移動体は存在しない。このような場合、エリアＢの局所運行計画を、時刻1100までと、時刻1300以降と、それぞれ分割して生成してもよい。このように生成する局所運行計画の範囲を時間的に分割し、必要な時間範囲のみで局所運行計画を生成することで、計算量を低減することができる。

運行指令情報に運行指令の追加又は変更が発生する場合がある。また、移動体に遅延又は異常が発生する場合などもあり得る。その影響がエリア内に限定される場合、そのエリアの局所運行計画のみ更新（再生成）すればよく、大局運行計画の更新は不要である。

図９は、agv2に運行指令情報にtask3が追加された例を示す。task3は、Nd3で荷積みし、Nf3で荷降ろしを行う運行指令である。task3は、エリアＢ内で行われるため、基本的にエリアＢのagv2の局所運行計画のみ見直し、変更すればよい。これにより計算量の削減が期待できる。但し、エリアＢにagv2が存在しない場合は、agv2を当該エリアに移動させるよう、大局運行計画部１２がagv2の大局運行計画を変更する必要がある。また、agv2の局所運行計画の変更が他の移動体に影響する場合は、他の移動体の局所運行計画も変更する必要がある。

図１０は、本実施形態に係る運行管理装置１００の動作の一例のフローチャートである。大局運行計画部１２は運行指令情報ＤＢ２５に未割り当ての運行指令情報が存在するか判断し（Ｓ１０１）、存在しない場合は、ステップＳ１０６に進む。未割り当ての運行指令情報が存在する場合は、運行指令情報を移動体に割り当て、移動体の大局運行計画を生成する（Ｓ１０２）。

図１１は、大局運行計画部１２の動作の一例を示すフローチャートである。大局運行計画部１２は、運行指令情報ＤＢ２５から運行指令情報を取得し、移動体情報ＤＢ２４から移動体の位置情報を取得する。取得した運行指令情報を移動体に割り当てる（Ｓ２０１）。大局走行ネットワークと運行指令情報と位置情報とに基づき、移動体に対して大局運行指令情報を生成する（Ｓ２０２）。大局運行指令情報と大局走行ネットワークに基づき、大局運行計画を生成し、生成した大局運行計画を移動体のＩＤに関連づけて、運行計画ＤＢ２６に格納する（Ｓ２０３）。

局所運行計画部１３は、局所運行計画の生成又は変更の必要があるかを判断する（Ｓ１０３）。例えばステップＳ１０１で運行指令情報が新規に移動体に割り当てられ大局運行計画が生成された場合、移動体が現在位置するエリアについて局所運行計画を生成する。例えば、移動体が現在位置する基準領域（例えばホームポジション）から、当該基準領域を含むエリアの代表領域まで移動する局所運行計画を生成する（Ｓ１０４）。局所運行計画部１３は、局所運行計画を移動体のＩＤに関連付けて、運行計画ＤＢ２６に格納する。

また当該移動体の運開始地点又は目的地点を含むエリアにおける局所運行計画を生成すると判断する場合もある。この場合は、当該エリアの局所運行計画も生成する（同Ｓ１０４）。例えば当該エリアに現時点で他の移動体が存在しない場合に、開始地点又は目的地点を含むエリアの局所運行計画を生成すると判断を行うことが考えられる。

図１２は、局所運行計画部１３の動作の一例を示すフローチャートである。局所運行計画部１３は運行計画ＤＢ２６から該当する移動体の大局運行計画と、他の移動体の局所運行計画を取得する（Ｓ３０１）。他の移動体の大局運行計画をさらに取得してもよい。該当する移動体について、生成済みの局所運行計画が存在すれば、当該局所運行計画を取得する。局所運行計画部１３は、取得したこれらの運行計画に基づき、該当する移動体の局所運行計画を生成又は変更する（Ｓ３０２）。生成又は変更した局所運行計画を移動体のＩＤに関連付けて運行計画ＤＢ２６に格納する（同Ｓ３０２）。

移動体管理部１４は、生成又は更新された局所運行計画に基づいて移動体に対する移動命令データを生成し、生成した移動命令データを、通信部１５を介して移動体に送信する（Ｓ１０５）。全ての移動体の運行が終了したかを判断し（Ｓ１０６）、終了した場合は本処理を終了する。終了していない場合は、ステップＳ１０７に進む。

大局運行計画部１２は、エリア間の走行に影響する運行指令が追加されたかを判断する（Ｓ１０７）。例えば新たなエリア間の走行が発生する運行指令や、エリアの到着時刻が変更される必要のある運行指令がある。当該運行指令が追加された場合は、当該移動体の大局運行計画を更新する（Ｓ１０２）。また移動体が遅延するなどして当初の大局運行計画が守ることができなくなった場合も、運行計画を更新してもよい。続けて、ステップＳ１０３、Ｓ１０４に進む。

エリア間の走行に影響する運行指令が追加されていない場合、局所運行計画部１３は、エリアへ進入する移動体が存在するかを判断する（Ｓ１０８）。エリアへ進入する移動体が存在しない場合、ステップＳ１０５に進む。エリアへ進入する移動体が存在する場合、移動体が進入するエリアの局所運行計画の生成又は更新の必要があるかを判断する（Ｓ１０９）。当該エリアの局所運行計画がまだ生成されていない場合は、局所運行計画を生成する必要があると判断する。また、既に当該エリアの局所運行計画が生成されていても、生成後に移動体の遅延等が発生するなどして、当該計画を守ることができなくなった場合、更新する必要があると判断する。生成又は更新の必要があるときは、ステップＳ１０４に進み、必要がないときは、ステップＳ１０５に進む。なお、移動体に新たに送信すべき移動命令データが存在しないときはステップＳ１０５をスキップすればよい。

本実施形態によれば、大局運行計画と局所運行計画とを段階的に生成する。大局運行計画のみを先に生成し、局所運行計画は必要な時点（例えば移動体が作業を行うエリアに進入するタイミング）で生成することで、計算を時間的に分散できる。これにより、移動体の到着遅延や作業の遅延などを考慮した最新の状況で局所運行計画を生成できるため、計画のやり直しの可能性が低減される。よって、効率的な計画が可能となり、計算量を低減できる。これまた移動体の作業の追加又は変更があった場合にも、影響が局所運行計画内にしか及ばない場合は、大局運行計画は変更する必要がないため、計算コストを削減できる。

また本実施形態によれば、エリア内に設定する下位ノード数によってエリア内に進入する移動体の台数を制御できるため、エリアにおける移動体の過密を制御した運行計画を生成できる。

（第２実施形態）
本実施形態では、大局走行ネットワークにおけるエリア内の下位ノードの個数を動的に変更することで、大局運行計画において当該エリア内に進入する移動体の台数を制御する。これにより、全体走行ネットワークにおける当該エリア内に進入する移動体の台数を制御する。

下位ノードの個数は、大局運行計画を生成するタイミングで動的に変更可能である。下位ノードの個数の変更は大局走行ネットワーク生成部１１が行う。

図１３は、下位ノード数を変更する例を示す。図１３の左側に変更前の大局走行ネットワークが示される。エリアＡ、Ｂ、Ｃ内にそれぞれ２つの下位ノードが含まれる。図の右側に、下位ノード数の４つの変更例（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）が示される。

図１３（ａ）では、エリアＢの下位ノード数が３に増やされている。これにより、エリアＢの下位ノードに向かう（エリアＢ内に進入する）移動体が３台までの大局運行計画が作成される。図の例では、エリアＢの代表ノードの下位に既に３台の移動体が進入している。このため、４台目の移動体をエリアＢの下位ノードに進入させる大局運行計画（すなわちエリアＢの代表領域からエリアＢの代表領域以外の基準領域へ進入させる局所運行計画）を作成することはできない。なお、エリアＢの代表ノード又は代表領域を、他のエリアの代表ノード又は代表領域へ通過することは可能である。

図１３（ｂ）では、エリアＢ内の下位ノード数が１に減らされている。これにより、エリアＢの下位ノードに向かう移動体は１台までの大局運行計画（エリアＢ内へ進入する移動体が１台までの局所運行計画）が作成される。図の例では、エリアＢ内に１台の移動体が進入しているため、２台目以降の移動体をエリアＢ内に進入させることはできない。

図１３（ｃ）では、エリアＢ内の下位ノード数が０とされている。この場合、移動体はエリアＢの代表ノード又は代表領域を素通りすることができるのみである。

図１３（ｄ）では、エリアＣ内の下位ノードのみならず代表ノードも削除されている。つまり、エリアＣ自体が削除されている。これにより、エリアＣに移動する大局運行計画及び局所運行計画を生成できなくなる。

図１３（ｃ）及び図１３（ｄ）のように、下位ノード数を０にする又はエリアを削除する具体例として、例えば昼間は全エリアを使い、夜間はあるエリアに移動体を移動させない場合がある。

このように大局走行ネットワークのエリア内の下位ノード数又はエリアの使用有無を制御することで、エリア内の過密を所望の状態に制御できる。例えば、下位ノード数を減らせばエリア内に進入する移動体を減らすことができ、下位ノード数を増やせばエリア内に進入する移動体を増やすことができる。よって、例えば、エリアＡが混んでいるからエリアＡに進入する移動体を減らすというエリア内の移動体の過密を制御する運行計画を生成できる。

（第３実施形態）
本実施形態では代表ノードの個数が複数の例を示す。
図１４は、第３実施形態に係る全体走行ネットワークの例を示す。
図１５は、第３実施形態に係る大局走行ネットワークの例を示す。

図１４に示すように、全体走行ネットワークの各エリアには他のエリアとつながる代表領域（ノード）が複数（本例では２個）存在する。これに応じて、図１５に示す大局走行ネットワークでは各エリアに２つの代表ノードが設けられ、２つの代表ノードはそれぞれ隣のエリアの代表ノードと接続されている。なお図１４のように各エリアに他のエリアとつながる代表領域（ノード）が複数存在する場合でも、代表ノードは１つとすることも可能である。

エリア内に代表ノードを複数設ける場合として、例えば複数階からなる工場において、各階の複数個所にエレベータなどの昇降機が存在する場合である。各階を１つのエリアとみなし、エリア内における複数の昇降機の場所を代表ノードとする大局走行ネットワークを生成する。

（第４実施形態）
第１～第３実施形態では大局走行ネットワークに対して大局運行計画を生成し、大局運行計画から全体走行ネットワークに対する局所運行計画を生成した。つまり、大局運行計画と局所運行計画という２つの段階の運行計画を生成した。本実施形態では、３段階以上の運行計画を生成する。

図１６は、第３実施形態に係る運行管理装置１１０のブロック図を示す。図１の運行管理装置１００に中局走行ネットワーク生成部３１（第２仮想移動ネットワーク生成部）と中局運行計画部３２（第３計画部）とが追加されている。中局走行ネットワーク生成部３１は、このため、大局走行ネットワークと全体走行ネットワークとの間の階層として中局走行ネットワーク（第２仮想移動ネットワーク）を生成する。中局走行ネットワーク生成部３１は、全体走行ネットワークから中局走行ネットワークを生成する。中局運行計画部３２は、大局運行計画と移動体の運行指令情報とに基づき、中局走行ネットワークに対する中局運行計画を生成する。局所運行計画部１３は、中局運行計画と移動体の運行指令情報とに基づき、全体走行ネットワークに対する局所運行計画を生成する。

図１７は、第４実施形態に係る３段階の走行ネットワークを示す。図１７（Ａ）は、全体走行ネットワークの一例を示す。図１７（Ｂ）は中局走行ネットワークの一例を示す。図１７（Ｃ）は大局走行ネットワークの一例を示す。

全体走行ネットワークが４つのエリアＡ～Ｄに分割されている。各エリアがさらに４つのサブエリアに分割されている。エリアＡは、４つのサブエリアＡａ，Ａｂ，Ａｃ，Ａｄに分割されている。エリアＢは、４つのサブエリアＢａ，Ｂｂ，Ｂｃ，Ｂｄに分割されている。エリアＣは、４つのサブエリアＣａ，Ｃｂ，Ｃｃ，Ｃｄに分割されている。エリアＤは、４つのサブエリアＤａ，Ｄｂ，Ｄｃ，Ｄｄに分割されている。図１７（Ａ）においてサブエリアに含まれる基準領域のうちサブエリアを代表するサブ代表領域（灰色の丸）は移動路を介して他のサブエリアのサブ代表領域と結合されている。逆斜線模様の丸で示すノード（代表領域）は他のエリアのノード（代表領域）に走行路（リンク）を介して結合されている。

図１７（Ｂ）の中局走行ネットワークにおいて、サブノードである代表サブノード（斜線の丸）がサブ代表領域に対応し、複数の代表サブノード間はリンク（第３リンク）を介して結合されている。エリアにおける少なくとも１つの代表サブノードは他のエリアにおける代表サブノードにリンク（第４リンク）を介して結合されている。代表サブノードに１つ以上のリンク（第５リンク）を介してサブノードである下位サブノード（白抜きの丸）が結合されている。これにより、第２仮想移動ネットワークである中局走行ネットワークが形成される。移動体は中局走行ネットワークのリンク（第３リンク、第４リンク及び第５リンク）を仮想走行路として移動体が走行可能である。

エリアにおける４つのサブエリアの代表サブノードのうちの１つは、図１７（Ｃ）の大局走行ネットワークにおける代表ノード（斜線の丸）に対応している。例えば中局走行ネットワークにおけるエリアＢにおけるサブエリアＢｄの代表サブノードは、大局走行ネットワークにおけるエリアＢの代表ノードに対応している。エリアにおける４つのサブエリアの代表サブノードのうちの１つは、図１７（Ａ）の全体走行ネットワークにおける同じエリアの代表領域あるいはノード（逆斜線模様の丸）に対応している。例えば中局走行ネットワークにおけるエリアＢにおけるサブエリアＢｄの代表サブノードは、図１７（Ａ）のエリアＢの代表領域あるいはノードに対応している。またサブエリアＢａ、Ｂｂ、Ｂｃの代表サブノードは、図１７（Ａ）のサブエリアＢａ、Ｂｂ、Ｂｃのサブ代表領域に対応している。

このように３段階の走行ネットワークの場合も第１～第３実施形態と同様にして段階的に運行計画を生成できる。第１実施形態で局所運行計画部１３が大局運行計画と運行指令情報とに基づき移動体の移動状況に応じて局所運行計画を生成したのと同様に、中局運行計画部３２は、大局運行計画と運行指令情報とに基づき移動体の移動状況に応じて中局運行計画を生成する。つまり、中局走行ネットワークにおいて、大局運行計画で選択された代表ノードと同じエリア内で移動体を移動させる経路（第３経路）と、第３経路に含まれるサブノードを通過するタイミングとを定めた計画（第３計画）を中局運行計画として生成する。局所運行計画部１３は、中局走行ネットワークにおける移動体の移動状況に応じて、中局運行計画（第３計画）で定められた代表サブノードのうち代表サブノード（第１代表サブノード）を選択する。選択した代表サブノードに対応するサブ代表領域を含むエリアについて局所運行計画を生成する。つまり第１実施形態では、移動体が進入するエリア（代表領域）に対して当該エリア内を移動する局所運行計画を生成したが、本実施形態では、移動体が進入するサブエリア（サブ代表領域）に対して当該サブエリア内を移動する局所運行計画を生成する。

本実施形態では３段階の走行ネットワーク及び３段階の運行計画を生成したが、４段階、５段階といったようにさらに大きな段数で、走行ネットワーク及び運行計画を生成することも可能である。

本実施形態によれば、全体走行ネットワークの規模に応じた段数で運行計画を生成することができ、計算量削減の効果が大きくなる。

（第５実施形態）
第１～第４実施形態ではＡＧＶ又はロボットといった平面を走行する車両を移動体として想定したが、３次元空間を移動するドローンのような飛行体を移動体としてもよい。この場合、３次元空間上に移動目標となる空間座標であるノードを配置し、各ノードを結ぶリンクを移動路として配置することで全体飛行ネットワークのグラフ構造を生成できる。第１～第４実施形態で用いる全体走行ネットワークの代わりに、本実施形態の３次元空間における全体飛行ネットワークをそのまま適用することができる。この場合、大局走行ネットワーク生成部１１は、全体飛行ネットワークから大局飛行ネットワークを生成する。大局運行計画部１２は大局飛行ネットワークに対する大局運行計画を生成する。局所運行計画部１３は、飛行体の移動状況に応じて、大局運行計画に基づき局所運行計画を生成する。

図１８（Ａ）は、３次元空間における全体飛行路ネットワークの例を示す。複数の直方体は、全体飛行路ネットワークを分割した複数のエリアを表す。丸印は基準領域を表すノード、ノード間の直線は飛行路（移動路）を表すリンクである。図１８（Ｂ）は、全体飛行ネットワークから生成された大局飛行ネットワークの例を示す。図１８（Ｂ）では、各エリアにおいて代表ノード（斜線の丸）が１つのみ設定されているが、第３実施形態と同様に、複数の代表ノードが設定されていてもよい。図１８（Ｂ）における白抜きの丸は下位ノードである。

（第６実施形態）
大局走行ネットワークにおいて、複数の移動体の出発エリアが同じで、目的エリアも同一となる場合がある。

図１９（Ａ）は、３台のagv1,agv2,agv3について、全体走行ネットワーク（図４参照）における出発地点（ホームポジション）と、運行指令情報とを示す。agv1~agv3ともホームポジションとしてエリアＡに位置している。開始地点となる荷積みを行う地点はagv1~agv3ともエリアＡ内、目的地点となる荷降ろしを行う地点はagv1~agv3ともエリアＤ内である。

図１９（Ｂ）は、大局走行ネットワークにおいてagv1,agv2,agv3の位置情報（ホームポジション）と、agv1,agv2,agv3の大局運行指令情報とを示す。agv1~agv3ともエリアＡに位置しており、荷積みはいずれもエリアＡ、荷降ろし（目的地）はいずれもエリアＤである。

図１９（Ｂ）のように複数の移動体の出発エリアが同一で、目的エリアも同一の場合、さらに途中で作業（本例では荷積み）を行う場合は、途中で行う作業のエリアも同一の場合、複数の移動体を１つのグループとして扱って、大局運行計画を生成する。すなわち、複数の移動体をあたかも１台の移動体のように扱って、第１～第５実施形態において大局運行計画を生成する。これにより、複数の移動体に対してエリア間をまとめて移動させる大局運行計画を生成する。例えば複数の移動体について、同じ代表ノードを通過する時刻を少しずつずらした大局運行計画を生成する。これにより代表ノードに対応する代表領域を複数の移動体が連続して通過する（他の移動体が途中で割り込まない）大局運行計画が複数の移動体に対して生成される。さらに、ホームポジションの出発時刻又は作業を行うノードの到着時刻は同時又は少しずつずらし、目的ノードの到着時刻も同時又は少しずつずらすようにしてもよい。これにより同じ時間帯に出発し、同じ時間帯に到着する計画も可能となる。

これにより例えばエリア間の移動では、複数の移動体が１つの隊列として、衝突が生じない程度の間隔を開けながら、同時に移動する計画が可能となる。これにより複数の移動体による作業（荷積み及び荷降ろし等）を時刻の大きなばらつきを生じさせずに行うこともできる。

本実施形態によれば、多数の荷物を複数の移動体で同じ時刻又は同じ時間帯に荷積みして、同じ時刻又は同じ時間帯に別のノードで荷降ろしする要求がある場合にも容易に対応可能である。また、本実施形態では、複数の移動体をまとめた１つの移動体グループとみなして大局運行計画を生成することで、複数の移動体の大局運行計画を少ない計算量で生成できる。

（第７実施形態）
本実施形態では、表示部１６が表示用のユーザインタフェース（ＵＩ）画面を介して、運行管理に関する各種情報を表示する。
図２０は、第７実施形態に係る運行管理ＵＩの画面の一例を示す。上側の全体走行ネットワークと、下側の大局走行ネットワークとが表示されている。全体走行ネットワークにおける移動体の位置、各移動体の現在の状況、次の状況が、移動体情報として表示されている。また、実行完了していないタスクと、タスクの内容（運行指令）と、運行指令の実行状況とが、運行指令情報として表示されている。全体走行ネットワークでは各移動体の位置に、各移動体を表すオブジェクトが表示されている。また大局走行ネットワークでも、各移動体の現在位置に各移動体を表すオブジェクトが表示されている。図の例では、agv1がtask1を実行中であり（“現在の状況”）、task1の実行が完了したら、ホームポジションNc1に帰還する（“次の状況”）ことが示されている。agv2はNd1に移動中であり（“現在の状況”）、Nd1へ移動した後は、task2を実行する（“次の状況”）ことが示されている。また運行指令情報において、task1がagv1により実行中であり、task2がまだ未実行であり、task2はagv2が実行する予定（割り当てられる予定）であることを示されている。

図２０に示した情報以外にも様々な情報を表示してもよい。例えば大局運行計画及び局所運行計画を表示してもよい。大局運行計画及び局所運行計画の更新履歴を表示してもよい。また、走行路の異常・トラブル、移動体のトラブル、運行計画の遅延・変更、荷積み荷降ろしなどのトラブル、などの情報を収集し、表示してもよい。また、収集した情報より運行計画の進捗率、全体効率、計画と現実の差異、移動体の走行距離、大局走行ネットワークにおける移動体の走行状況、全体走行ネットワークにおける移動体の走行状況、エリア内の移動体の走行状況などを表示してもよい。本運行管理装置のユーザ（例えば運行の管理者、作業員当）はＵＩに表示された情報に基づき、運行状況の詳細を確認できる。

（ハードウェア構成）
図２１に、図１の運行管理装置１００のハードウェア構成を示す。図１の運行管理装置１００は、コンピュータ装置３００により構成される。コンピュータ装置３００は、ＣＰＵ３０１と、入力インタフェース３０２と、表示装置３０３と、通信装置３０４と、主記憶装置３０５と、外部記憶装置３０６とを備え、これらはバス３０７により相互に接続されている。

ＣＰＵ（中央演算装置）３０１は、主記憶装置３０５上で、コンピュータプログラムである運行管理プログラム（情報処理プログラム）を実行する。運行管理プログラムは、運行管理装置１００の上述の各機能構成を実現するプログラムのことである。運行管理プログラムは、１つのプログラムではなく、複数のプログラムやスクリプトの組み合わせにより実現されていてもよい。ＣＰＵ３０１が、運行管理プログラムを実行することにより、各機能構成は実現される。

入力インタフェース３０２は、キーボード、マウス、およびタッチパネルなどの入力装置からの操作信号を、運行管理装置１００に入力するための回路又は入力装置である。

表示装置３０３は、運行管理装置１００から出力されるデータを表示する。表示装置３０３は、例えば、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ、ＣＲＴ（ブラウン管）、またはＰＤＰ（プラズマディスプレイ）であるが、これに限られない。コンピュータ装置３００から出力されたデータは、この表示装置３０３に表示することができる。

通信装置３０４は、運行管理装置１００が外部装置と無線または有線で通信するための回路である。データは、通信装置３０４を介して外部装置から入力することができる。外部装置から入力したデータを、主記憶装置３０５や外部記憶装置３０６に格納することができる。

主記憶装置３０５は、運行管理プログラム、運行管理プログラムの実行に必要なデータ、および運行管理プログラムの実行により生成されたデータなどを記憶する。運行管理プログラムは、主記憶装置３０５上で展開され、実行される。主記憶装置３０５は、例えば、ＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭであるが、これに限られない。図１の各ＤＢ又は記憶部は、主記憶装置３０５上に構築されてもよい。

外部記憶装置３０６は、運行管理プログラム、運行管理プログラムの実行に必要なデータ、および運行管理プログラムの実行により生成されたデータなどを記憶する。これらの運行管理プログラムやデータは、運行管理プログラムの実行の際に、主記憶装置３０５に読み出される。外部記憶装置３０６は、例えば、ハードディスク、光ディスク、フラッシュメモリ、及び磁気テープであるが、これに限られない。図１の各ＤＢ又は各記憶部は、外部記憶装置３０６上に構築されてもよい。

なお、運行管理プログラムは、コンピュータ装置３００に予めインストールされていてもよいし、ＣＤ－ＲＯＭなどの記憶媒体に記憶されていてもよい。また、運行管理プログラムは、インターネット上にアップロードされていてもよい。

また、運行管理装置１００は、単一のコンピュータ装置３００により構成されてもよいし、相互に接続された複数のコンピュータ装置３００からなるシステムとして構成されてもよい。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１１ 大局走行ネットワーク生成部（第２仮想移動ネットワーク生成部）
１２ 大局運行計画部（第１計画部）
１３ 局所運行計画部（第２計画部）
１４ 移動体管理部
１５ 通信部
１６ 表示部
２１ 走行路情報データベース（ＤＢ）
２２ 基準領域ＤＢ
２３ 走行ネットワーク情報ＤＢ
２４ 移動体情報ＤＢ
２５ 運行指令情報ＤＢ
２６ 運行計画ＤＢ
３１ 中局走行ネットワーク生成部（第２仮想移動ネットワーク生成部）
３２ 中局運行計画部（第３計画部）
１００ 運行管理装置
１１０ 運行管理装置
２００ 運行指令情報生成装置
３００：コンピュータ装置
３０１：ＣＰＵ
３０２：入力インタフェース
３０３：表示装置
３０４：通信装置
３０５：主記憶装置
３０６：外部記憶装置

Claims (18)

1. 複数の移動路と前記複数の移動路間を結合する複数の基準領域とを含み、複数のエリアに分割した前記エリアに含まれる基準領域のうち前記エリアを代表する代表領域は前記移動路を介して他の前記エリアの代表領域と結合された移動ネットワークにおいて、第１移動体に対し第１基準領域への移動を指示する移動指令情報に基づき、前記第１移動体を通過させる代表領域の順序と前記代表領域を通過するタイミングとを定めた第１計画を生成する第１計画部と、
   前記第１移動体の移動開始後、前記第１移動体の移動状況に応じて、前記第１計画で定められた前記代表領域から第１代表領域を選択し、前記第１代表領域を含む第１エリア内で前記第１移動体を移動させる第１経路と前記第１経路に含まれる基準領域を前記第１移動体が通過するタイミングとを定めた第２計画を生成する第２計画部と
   を備えた情報処理装置。
2. 前記第２計画部は、前記第１移動体が前記第１エリアに移動する前に前記第２計画を生成する
   請求項１に記載の情報処理装置。
3. 前記第２計画に定められる前記代表領域を前記第２計画に定められるタイミングで通過することを指示する移動命令データを生成し、前記移動命令データを前記第１移動体に送信する移動体管理部、
   を備えた請求項１又は２に記載の情報処理装置。
4. 前記第１計画部は、前記複数のエリア内に存在することが許可されている移動体の台数の制約に基づき、前記第１計画を生成する
   請求項１～３のいずれか一項に記載の情報処理装置。
5. 前記第１計画部は、少なくともいずれかの前記エリアにおける前記移動体の台数の制約を変更可能である
   請求項４に記載の情報処理装置。
6. 前記第２計画部は、前記第２計画を、前記第１移動体が前記第１代表領域へ前記第１エリアと異なる他のエリアの代表領域から移動するタイミングに応じて生成する
   請求項１～５のいずれか一項に記載の情報処理装置。
7. 前記代表領域を代表ノードに対応させ、複数の前記代表ノード間を第１リンクを介して結合し、前記代表ノードに１つ以上の第２リンクを介して１つ以上の下位ノードを結合し、前記第１リンク及び前記第２リンクを仮想走行路として移動体が走行可能である、第１仮想移動ネットワークを生成する第１仮想移動ネットワーク生成部を備え、
   前記第１計画部は、前記移動指令情報に基づき前記第１仮想移動ネットワークを移動する第２経路と前記第２経路に含まれる複数のノードを通過するタイミングとを定めた計画を、前記第１計画として生成し、前記複数のノードは前記代表ノード又は前記下位ノードであり、
   前記第２計画部は、前記第１仮想移動ネットワークにおける前記第１移動体の移動状況に応じて前記第１計画で定められた代表ノードのうち第１代表ノードを選択し、前記第１代表ノードに対応する代表領域を前記第１代表領域として前記第２計画を生成する
   請求項１～６のいずれか一項に記載の情報処理装置。
8. 前記下位ノードには同時に１台の移動体のみが進入を許可されており、
   前記第１計画部は、少なくともいずれかの前記代表ノードに結合される前記下位ノードの個数を変更可能である
   請求項７に記載の情報処理装置。
9. 前記第２計画部は、前記第１移動体が前記第１エリアと異なる他のエリアの代表領域に対応する代表ノードから前記第１代表ノードへ移動するタイミングに応じて、前記第２計画を生成する
   請求項７又は８に記載の情報処理装置。
10. 前記エリアを複数のサブエリアに分割し、前記サブエリアに含まれる基準領域のうち前記サブエリアを代表するサブ代表領域は前記移動路を介して他のサブエリアのサブ代表領域と結合されており、
    前記サブ代表領域をサブノードである代表サブノードに対応させ、複数の前記代表サブノード間を第３リンクを介して結合し、前記エリアにおける少なくとも１つの代表サブノードは他のエリアにおける代表サブノードに第４リンクを介して結合し、前記代表サブノードに１つ以上の第５リンクを介してサブノードである下位サブノードを結合した、第２仮想移動ネットワークを生成する第２仮想移動ネットワーク生成部を備え、前記第３リンク、前記第４リンク及び前記第５リンクを仮想走行路として移動体が走行可能であり、
    前記第１代表ノードが選択された場合に、前記第１移動体の移動指令情報に基づき、前記第２仮想移動ネットワークにおいて前記第１移動体を移動させる第３経路と、前記第３経路に含まれる前記サブノードを通過するタイミングとを定めた第３計画を生成する第３計画部を備え、
    前記第２計画部は、前記第２仮想移動ネットワークにおける前記第１移動体の移動状況に応じて前記第３計画で定められた代表サブノードのうち第１代表サブノードを選択し、前記第１代表サブノードに対応するサブ代表領域を前記第１代表領域として前記第２計画を生成する
    請求項７～９のいずれか一項に記載の情報処理装置。
11. 前記第２計画部は、前記第１エリア内での移動の指令が前記移動指令情報に対して追加された場合は、前記第２計画を更新し、
    前記第１計画部は、前記第１計画を更新しない
    請求項１～１０のいずれか一項に記載の情報処理装置。
12. 前記移動指令情報が、前記第１移動体に第２基準領域から前記第１基準領域に移動することを指示するものであり、
    前記第１計画部は、第２移動体～第Ｋ移動体（Ｋは２以上の整数）に対する移動指令情報がいずれも前記第２基準領域と同じエリア内の基準領域から前記第１基準領域と同じエリア内の基準領域への移動を指示する場合、前記第１計画で定められる前記代表領域を前記第１移動体～第Ｋ移動体が連続して通過する前記第１計画を前記第１移動体～第Ｋ移動体に対して生成する
    請求項１～１１のいずれか一項に記載の情報処理装置。
13. 前記複数の基準領域は３次元状に配置されている
    請求項１～１２のいずれか一項に記載の情報処理装置。
14. 前記第１移動体は車両である
    請求項１～１３のいずれか一項に記載の情報処理装置。
15. 前記第１移動体は飛行体である
    請求項１～１３のいずれか一項に記載の情報処理装置。
16. 請求項１～１４のいずれか一項に記載の情報処理装置と
    前記第１移動体と、
    を備えた走行管理システム。
17. 複数の移動路と前記複数の移動路間を結合する複数の基準領域とを含み、複数のエリアに分割した前記エリアに含まれる基準領域のうち前記エリアを代表する代表領域は前記移動路を介して他の前記エリアの代表領域と結合された移動ネットワークにおいて、第１移動体に対し第１基準領域への移動を指示する移動指令情報に基づき、前記第１移動体を通過させる代表領域の順序と前記代表領域を通過するタイミングとを定めた第１計画を生成し、
    前記第１移動体の移動開始後、前記第１移動体の移動状況に応じて、前記第１計画で定められた前記代表領域から第１代表領域を選択し、前記第１代表領域を含む第１エリア内で前記第１移動体を移動させる第１経路と前記第１経路に含まれる基準領域を前記第１移動体が通過するタイミングとを定めた第２計画を生成する情報処理方法。
18. 複数の移動路と前記複数の移動路間を結合する複数の基準領域とを含み、複数のエリアに分割した前記エリアに含まれる基準領域のうち前記エリアを代表する代表領域は前記移動路を介して他の前記エリアの代表領域と結合された移動ネットワークにおいて、第１移動体に対し第１基準領域への移動を指示する移動指令情報に基づき、前記第１移動体を通過させる代表領域の順序と前記代表領域を通過するタイミングとを定めた第１計画を生成するステップと、
    前記第１移動体の移動開始後、前記第１移動体の移動状況に応じて、前記第１計画で定められた前記代表領域から第１代表領域を選択し、前記第１代表領域を含む第１エリア内で前記第１移動体を移動させる第１経路と前記第１経路に含まれる基準領域を前記第１移動体が通過するタイミングとを定めた第２計画を生成するステップと
    をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。

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