JPH04135969A - 列車ダイヤの作成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は５列車が駅に到着及び出発する時刻をシミュ
レーションにより求めて列車ダイヤを作成する装置に関
するものである。

［従来の技術］ 列車ダイヤの作成は通常人間の手作業で行われている。

これは列車ダイヤ図上で５定規・鉛筆・消ゴムを用いて
、走行時間などの物理的制約を考慮しながら試行錯誤的
に列車ダイヤの設定・変更を繰り返して作成される。

また、列車ダイヤの作成に計算機を用いる方法も考案さ
れている６例えば、特開昭６１−７０５７４号公報に示
された列車ダイヤの作成装置では、列車ダイヤを各列車
の時刻を規定するものではなく、各列車の走行順序を規
定するものとしてとらえることによって、列車ダイヤの
設定案の数を減少させている。また時刻に関しては、走
行順序を変えない範囲で幅をもたせることを許すことに
より、計算機を用いた試行錯誤を可能とし、物理的に設
定不可能な案の棄却、あるいは各列車の総運転時間、総
待避回数等の基本的品質度による選別を可能としている
。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のように、列車ダイヤを人間の手作業で作成する場
合は長時間を要する８例えば、ダイヤの規模にもよるが
最低数カ月は必要である。その上に、作成者の思考力と
経験によって、作成時間及び作成されたダイヤの利便性
・柔軟性などの品質に大きな差がみられる。さらに、列
車ダイヤを手作業で作成した後、運行管理などのために
ダイヤを計算機で管理する場合には、作成した列車ダイ
ヤ図から着発時刻などを読み取り、数値化し、入力・照
合しなければならず、多大な手作業が発生する。

これに対して、特開昭６１−７０５７４号公報に示され
た列車ダイヤの作成装置では、人間の手作業に比較する
と短時間でダイヤを作成することができる。しかし、計
算機でダイヤ設定に対する試行錯誤を自動的に繰り返す
ため、必然的に処理時間が長くなる。しかも、試行錯誤
を行う順序は人間にとって理解しやすいものではなく、
その途中で人間が介入することはできないため、人間が
主導権をもった形で対話的に計算機を利用してダイヤを
作成する上で難点がある。さらに、物理的に設定可能な
ダイヤであっても、人間であれば時間帯や列車の使命な
どの特殊事情を考慮に入れて試行錯誤を打ち切ることが
できるが、計算機にこの種の判断を取り入れることは不
可能であると考えられていた。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、処理時間が短く、しかも人間がダイヤ作成の
過程を理解しやすくし、ダイヤ作成の途中でも人間が主
導権をもって対話的にその時点での作成結果をみて、処
理の中止及び続行を指示でき、さらに、時間帯や列車の
使命などの特殊事情を考慮したダイヤを作成できる列車
ダイヤの作成ｖｃｉｔを得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る列車ダイヤ作成装置は、入力データから
該当する列車とその始発駅をシミュレーション対象とし
て初期化して状態を設定する始発状態設定手段、指定さ
れた駅において関連をもつ複数の列車の到着及び出発を
一括して処理する部分シミュレーションを実施する部分
シミュレーション実施手段、部分シミュレーションの実
施により走行状態となった列車に対し、次に到着及び出
発する駅での着発時刻と使用番線を設定すると共に、駅
及び列車ごとに記述されたルールに基いて追越しを設定
するダイヤ設定手段、部分シミュレーションを実施させ
る基本指令とその組み合せ方法とを保持して部分シミュ
レーションの実施順序とダイヤ設定とを管理する部分シ
ミュレーション管理手段、並びに作成した列車ダイヤを
列車ダイヤ図として表示する列車ダイヤ表示手段を備え
、一路線を対象とし、走行する列車の種別、運転区間、
始発時刻から、各列車が各駅に到着及び出発する時刻を
シミュレーションにより求めて列車ダイヤの作成を行う
ものである。

［作用コ この発明によれば、部分シミュレーションとダイヤ設定
を交互に繰り返すことによってダリ車ダイヤを作成する
ことができる。この部分シミュレーションとは、人間に
とって理解しやすいように、ある駅で相互に関連をもつ
複数のイベントを一括して処理することである。この時
、追越しの設定に関して試行錯誤を行わないので処理時
間が短くできる。しかも、部分シミュレーションを゛基
本単位として、これを特定の列車または駅に注目した順
序で実施するため、ダイヤ作成の過程が人間にとって理
解しやすい、従って、ダイヤ作成の途中に、人間が主導
権をもって対話的にその時点での作成結果をみて、処理
の中止または続行を指示できる。さらに、駅及び列車ご
とに記述できるルールにより、時間帯や列車の使命など
の特殊事情を考慮したダイヤが作成できる。

［実施例］ この発明は、電気学会論文誌Ｃ（昭和６２年ｌＯ月号、
第９２３頁〜第９３０頁）においで列車運行シミュレー
ションに通用された部分シミュレーションと部分シミュ
レーションの実施により走行状態となった列車のダイヤ
設定を交互に繰り返すことによって、列車ダイヤを作成
するものである。

ここで、部分シミュレーションとは、人間に理解しやす
いように、ある駅で相互に関連をもつ複数のイヘントを
一括して処理することをさす。

ここで、部分シミュレーションについて、第１図に基い
て説明する。第１図は横軸に時間、縦軸に距離を表わし
ており、列車Ａ、Ｂ、Ｃが第１図の下方からに駅に到着
し、第１図の上方へ出発していく様子を示している。到
着イベントを黒丸、出発イベントを白丸で示す。Ｓｌ、
Ｓ２はそれぞれ部分シミュレーションである１例えば、
３１のように待避がなければ列車Ａの到着イベントと出
発イベント処理し、またＳ２のように待避などがあれば
待避列車Ｂの到着イヘント１通過刊車Ｃの到着イベント
と出発イベント。待避列車Ｂの出発イヘントを一括して
処理する。また、１つ１つの部分シミュレーションは基
本指令を特定の駅に出すことにより実施され、その結果
（例えば実施完了または実施不能）から、次にどの基本
指令をどの駅に出すかを記述することにより、部分シミ
ュレーションの実施順序を定義する。

一方、ダイヤ設定は部分シミュレーションの実施により
走行状態となった列車が次に到着または出発する駅で行
われる。この時、駅及び列車がもつルールに基いて追越
しの設定が行われる。駅がもつルールでは少なくとも待
避設備の有無、追越しの対象となる２列車の種別、到着
及び出発時刻の差から追越しを設定するかどうか決定す
る６列車がもつルールは待避可能な駅ごとに自列車と追
越しの対象となる列車の種別、到着及び出発時刻の差か
ら追越しを設定するかどうか決定する。駅がもつルール
は一般的な原則を表わしており、列車がもつルールはそ
れぞれの列車ごとに記述できることから、列車の使命を
表わすために用いられる。従って、列車がもつルールに
よる決定は、駅がもつルールによる決定よりも優先する
。

さらに、追越しの設定に関して試行珀誤を行わずにすむ
よう（二基本指令を定義して組み合せることにより、部
分シミュレーションとダイヤ設定を繰り返して、列車ダ
イヤを作成することができる。

列車ダイヤの作成装置は第２図に示すように、駅データ
及び列車データ（２１）、始発状態設定手段（２２）、
部分シミュレーション管理手段（２３）、部分シミュレ
ーション実施手段（２４）、ダイヤ設定手段（２５）、
列車ダイヤ表示手段（２６）からなり、列車の種別、運
転区間、始発時刻などを入力データ（２７）として入力
し、各列車の各駅における到着時刻、出発時刻、使用番
線などの列車ダイヤを出力データ（２８）として出力す
るものである。

まず、駅データと列車データ（２１）について説明する
。駅データには計画ダイヤ、運行条件、状態があり、列
車データには計画ダイヤ、走行条件状態がある。駅の計
画ダイヤとしては少なくとも各駅ごとに到着順序と出発
順序があり、列車の計画ダイヤとしては少なくとも各列
車ごとに各駅の着発時刻と使用番線がある。駅の運行条
件としては、少なくとも最小進入時隔と最小進出時隔が
あり、列車の走行条件としては少なくとも駅間最小走行
時間と各駅の最小停車時間がある。駅の状態としては少
なくとも最後に到着または出発した列車があり、列車の
状態としては少なくとも実績ダイヤ（各駅の着発時刻、
使用番線）と最後に到着または出発した駅がある。

始発状態設定手段（２２）は入力データ（２７）として
列車の種別、運転区間、始発時刻などを入力し、該当す
るテｊ車とその始発駅をシミュレーション・対象として
初期化し、その状態を設定する。

部分シミュレーション実施手段（２４）は第３図に示す
ように、処理イベント系列作成部［２４ａ）　、処理可
能性判定部（２４ｂｌ　、イベント処理部（２４ｃ）　
。

状態更新部（２４ｄｌの４つの部からなり５部分シミュ
レーション管理手段（２３）から送られてくる基本指令
を受けて、駅データ及び列車データ（２１）を蓑照しな
がら、指定された駅で指定された列車（処理対象列車と
呼ぶ）を含んだ部分シミュレーションを１回実施する。

処理イベント系列作成部（２４ａ）は指定された駅のデ
ータから次に実施する部分シミュレーションを求め、そ
こで−括して処理するイベントの系列を作成する０例え
ば第１図において、Ｋ駅では次に列車Ａが出発する場合
はダ１車Ａの到着イベントと出発イベントが、列車Ｂま
たは列車Ｃが出発する場合は列車Ｂの到着イベント、列
車Ｃの到着イベント、出発イベント、列車Ｂの出発イベ
ントが処理イベントの系列として作成される。

処理可能性判定部（２４ｂ）において、実施対象となっ
た部分シミュレーションに含まれる列車が、すでにシミ
ュレーション対象となっており、かつ指定駅の前駅を出
発しているか、または指定駅が始発駅である場合は処理
可能と判定し、イベント処理部（２４ｃ）　、状態更新
部（２４ｄｌを実施して終了する。それ以外の場合、ま
たは処理対象列車が部分シミュレーションに含まれてい
ない場合は処理不能と判定し、イベント処理部（２４ｃ
）　、状態更新部（２４ｄｌ　を実施しないで終了する
。

イベント処理部（２４ｃｌでは、到着イベント及び出発
イベントを処理し、駅データ及び列車データ（２１）を
ケ照して列車の到着時刻及び出発時刻をシミュレーショ
ンにより求める。到着イベントの処理では、例えば列車
が前駅を出発した時刻に駅間最小走行時間を加えた時刻
と駅の最小進入時隔から物理的に可能な到着時刻を求め
、この時刻と計画ダイヤ上の到着時刻を比較して遅い方
の時刻に到着するものとする。また、出発イベントの処
理では、例えば列車が到着した時刻に最小停車時間を加
えた時刻と駅の最小進出時隔から物理的に可能な出発時
刻を求め、この時刻と計画ダイヤ上の出発時刻を比較し
て遅い方の時刻に出発するものとする。なお、使用番線
は列車の種別及び追越しの有無により決定する。

状態更新部（２４ｄｌでは、求めた到着時刻９出発時刻
に基いて、列車の到着及び出発に伴う列車及び駅の状態
を更新する。

部分シミュレーション管理手段（２３）は以下に示す基
本指令を用いて、部分シミュレーションの実施順序を管
理する役割をもつ、また、部分シミュレーションが実施
された場合には、ダイヤ設定手段に対してダイヤの設定
を命じる役割をもつ、基本指令とは特定の駅に対して部
分シミュレーションの実施を命令するコマンドであり、
列車ダイヤの作成のためには、第１指令、第２指令の２
つが必要である。この２つの基本指令は電気学会論文誌
Ｃ（昭和６２年１０月号、第９２３頁〜第９３０頁）に
示されたものに加えて、試行錯誤なく追越しを設定しな
がらダイヤを作成するために、変更している。さらに、
第１指令は途中駅から始発の列車を考慮できるように変
更がなされており、第２指令は条件付可能という場合を
削除している。なお、以下、基本指令を受けた駅を基準
駅と呼び、部分シミュレーションを実施する駅を実施駅
と呼ぶ。

■第１指令 第１指令は、基準駅を出発したが次の駅にはまだ到着し
ていない列車、つまり駅間を走行中の列車があれば、基
準駅を最初に出発した列車を処理対象列車とし、次の駅
で部分シミュレーションを実施するよう部分シミュレー
ション実施手段（２４）に命じる。この指令の結果には
従来装置では、部分シミュレーションの実施完了と実施
不能があった。前者の場合には実施駅に第１指令を、後
者の場合には基準駅に第２指令を出すと、部分シミュレ
ーションを実施できる可能性がある。

さて、実施駅が待避可能な場合には、そこでの部分シミ
ュレーションの実施について以下に述へる判断を行うこ
とにより、試行錯誤を行わずに追越しを設定することが
できる。即ち、第４図（ａ）。

（ｂｌのそれぞれ左側に示すように、実施すべき部分シ
ミュレーションＳ３．Ｓ４よりも時間的に後にダイヤ設
定手段（２５）によりダイヤを設定された列車（例えば
列車Ｃ）が存在しないならば、実施不能とする。この場
合は従来装置では実施可能と考えていたが、この時点で
部分シミュレーション３３．３４を実施してしまうと、
後続列車が列車八を追い越すようにダイヤ設定されると
列車Ａの状態を後戻りさせる必要が生じる。そこで、列
車Ａが後続列車に追い越されないことが確定する時点ま
で部分シミュレーションＳ３．Ｓ４の実施を凍結させる
。そして、第４図（ａｌ　、　　（ｂｌのそれぞれ右側
に示すように実施すべき部分シミュレーションＳ３．Ｓ
４よりも時間的に後にダイヤ設定手段によりダイヤを設
定された列車が存在する時、実施可能とする。

また、従来装置では処理対象列車が部分シミュレーショ
ンに含まれていない場合には、部分シミュレーションは
実施できないので実施不能という結果を返していた８例
えば、第５図に示すようにに駅では列車Ｂが出発した状
態、Ｘ＋１駅では列車Ａが出発した状態でに駅に第１指
令を出すと、列車Ｂを処理対象列車としてＸ＋を駅で部
分シミュレーションを実施することになる。ところが、
Ｘ＋１駅で次に実施すべき部分シミュレーションはＳｃ
であるから、処理対象列車Ｂが部分シミュレーションＳ
ｃに含まれておらず、実施不能が返される。このように
、従来装置では実施駅（Ｘ＋１駅）から始発の列車（例
えば列車Ｃ）があれば第１指令に対して実施不能が返さ
れてしまう、しかも従来装置での基本指令の組み合せ方
法では次は基準駅に第２指令を出すため、Ｋ駅には常に
第１指令が出され、Ｘ＋１駅以降の列車運行がシミュレ
ーションできないことになる。この問題点を解決するた
め、処理対象列車が部分シミュレーションに含まれてい
ない場合には、実施不能ではなく条件付可能という結果
を返すことにした０条件付可能の場合には、例えば実施
駅に第２指令を出すと、部分シミュレーションを実施で
きる可能性がある。

■第２指令 第２指令は、基準駅を次に出発する列車を処理対象列車
として、基準駅で部分シミュレーションを実施するよう
に部分シミュレーション実施手段（２４）に命じる。そ
の結果には実施完了と実施不能がある。また、第１指令
と同様に実施駅が待避可能の場合は、実施すべき部分シ
ミュレーションよりも時間的に後にダイヤ設定手段によ
りダイヤを設定された列車が存在する時に実施可能とし
、そうした列車が存在しない時は実施不能とする。実施
完了の場合には基準駅に第１指令または第２指令を出し
、実施不能の場合には基準駅に隣接する駅に第２指令を
出すと、部分シミュレーションを実施できる可能性があ
る。

次に、部分シミュレーション管理手段（２３）で、第６
図に示す処理手順により列車ダイヤの作成を行う。

まず、ダイヤを作成しようとする路線の始発駅に第２指
令を出す（ステップ１）。第２指令の実施（ステップ２
）に対する結果としては、先に述へたように実施完了と
実施不能があるが、実施完了の場合には基準駅へ第１指
令を出しくステップ３）、実施不能の場合には基準駅の
前駅へ第２指令を出す（ステップ４）。ただし、実施不
能であり、しかも基準駅が始発駅の場合には、始発駅を
出発する列車がないのでダイヤ作成を終了する。

一方、第１指令の実施（ステップ５）に対する結果とし
ては、先に述へたように実施完了、実施不能、条件付可
能の３つがある。ここで、実施完了の場合には実施駅へ
第１指令を出しくステップ６）、実施不能の場合は基準
駅の前駅へ第１指令を出す（ステップ７）、そして、従
来装置にはない条件付可能の場合には次駅で部分シミュ
レーションを行うために、実施駅へ第２指令を出す（ス
テップ８）。ただし、実施完了であっても実施駅がその
路線の終着駅の場合は、基準駅に第１指令を出す（ステ
ップ９）、また、実施不能であっても基準駅がその路線
の始発駅の場合は、基準駅へ第２指令を出す（ステップ
１０）。

ダイヤ設定手段（２５）は部分シミュレーションの実施
により走行状態となった列車に対して、次に到着及び出
発する駅での計画ダイヤを設定する役割をもつ、設定の
タイミングは、部分シミュレーション実施手段（２４）
により部分シミュレーションが１回実施されるごとに部
分シミュレーション管理手段（２３）により指示される
。なお、以下では部分シミュレーションの実施駅に対し
て、ダイヤな設定する駅を計画駅と呼ぶ。

ダイヤ設定手段（２５）はまず実施駅の出発時刻をもと
にして、部分シミュレーション実施手段（２４）のイベ
ント処理部（２４ｃｌ　と同様の方法で計画駅での着発
時刻と使用番線を設定する。そして、その列車より以前
に計画駅で到着または出発する列車を対象として、追越
しを設定するかどうかを駅及び列車がもつルールに基い
て決定する。

列車ダイヤ表示手段（２６）では少なくとも列車ダイヤ
図の形式でその時点での作成結果を表示する役割をもつ
０列車ダイヤ図とは、例えば、列車運行を時間・距離平
面上に各駅間を直線で近似した軌跡として描いた図であ
る。さらに、各列車の運転時間や待避回数など列車ダイ
ヤの基本的品質をあられす指標を表示することも考えら
れる。

この実施例では、以上のように、部分シミュレーション
とダイヤ設定を交互に繰り返すことによって、追越しの
設定に関して試行錯誤を行わずに列車ダイヤを作成する
ことができる。試行錯誤を行わないため処理時間が短く
、しかもダイヤ作成の過程が人間にとって理解しやすい
ため、ダイヤ作成の途中でも人間が主導権をもって対話
的にその時点での作成結果をみて、処理の中止または続
行を指示できる。さらに、駅及び列車ごとに記述できる
ルールにより、時間帯や列車の使命などの特殊事情を考
慮したダイヤを作成することができる。

［発明の効果コ 以上のように、この発明によれば、入力データから該当
する列車とその始発駅をシミュレーション対象として初
期化して状態を設定する始発状態設定手段、指定された
駅において関連をもつ複数の列車の到着及び出発を一括
して処理する部分シミュレーションを実施する部分シミ
ュレーション実施手段、部分シミュレーションの実施に
より走行状態となった列車に対し、次に到着及び出発す
る駅での着発時刻と使用番線を設定すると共に、駅及び
列車ごとに記述されたルールに基いて追越しを設定する
ダイヤ設定手段、部分シミュレーションを実施させる基
本指令とその組み合せ方法とを保持して部分シミュレー
ションの実施順序とダイヤ設定とを管理する部分シミュ
レーション管理手段、並びに作成した列車ダイヤを列車
ダイヤ図として表示する列車ダイヤ表示手段を備え、一
路線を対象とし、走行する４１車の種別、運転区間始発
時刻から、各列車が各駅に到着及び出発する時刻をシミ
ュレーションにより求めて列車ダイヤの作成を行うこと
により、処理時間が短く、ダイヤ作成の途中でも人間が
主導権をもって処理の中止や続行を指示でき、さらに、
時間帯や列車の使命などの特殊事情を考慮したダイヤを
作成することができる列車ダイヤの作成装置が得られる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は横軸に時間、縦軸に距離を表わす列車運行のモ
デル図、第２図はこの発明の一実施例による列車ダイヤ
の作成装置の構成を示すブロック図、第３−図は一実施
例に係る部分シミュレーション実施手段の処理の流れを
示すフローチャート、第４図、第５図はそれぞれ横軸に
時間、縦軸に距離を表わす列車運行のモデル図、第６図
はこの実施例に係る部分シミュレーション管理手段の処
理手順を示すフローチャートである。 Ｃ２２）・・・始発状態設定手段、（２３）・・・部分
シミュレーション管理手段、（２４）・・・部分シミュ
レーション天産手段、（２５）・−・ダイヤ設定手段、
（２５）・・・列車ダイヤ表示手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　入力データから該当する列車とその始発駅をシミュレ
   ーション対象として初期化して状態を設定する始発状態
   設定手段、指定された駅において関連をもつ複数の列車
   の到着及び出発を一括して処理する部分シミュレーショ
   ンを実施する部分シミュレーション実施手段、上記部分
   シミュレーションの実施により走行状態となった列車に
   対し、次に到着及び出発する駅での着発時刻と使用番線
   を設定すると共に、駅及び列車ごとに記述されたルール
   に基いて追越しを設定するダイヤ設定手段、上記部分シ
   ミュレーションを実施させる基本指令とその組み合せ方
   法とを保持して上記部分シミュレーションの実施順序と
   ダイヤ設定とを管理する部分シミュレーション管理手段
   、並びに作成した列車ダイヤを列車ダイヤ図として表示
   する列車ダイヤ表示手段を備え、一路線を対象とし、走
   行する列車の種別、運転区間、始発時刻から、各列車が
   各駅に到着及び出発する時刻をシミュレーションにより
   求めて列車ダイヤの作成を行うことを特徴とする列車ダ
   イヤの作成装置。