JPH04218898A - 災害復旧情報予測装置 - 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】

【０００１】［発明の目的］

【０００２】

【産業上の利用分野】この発明は、輸送サービスを業務
とする鉄道などの交通システムにおいて、事故、災害、
設備故障などの異常が発生して交通手段の運行が停止し
た場合に、その復旧にかかる時間などの復旧情報をファ
ジー推論技術により自動的に予測する災害復旧情報予測
装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】鉄道などの輸送サービス業においては、
衝突や人身事故などの事故、車両故障、信号故障などの
設備故障、さらには水害、雪害、地震災害、風害などの
自然災害などによって交通手段の運行に支障を来す原因
が多くある。そこで、運行が円滑に行われていても、い
ったんこのような異常事態が発生すると、混乱が激しく
、利用者に与える影響は大きなものとなる。

【０００４】そこで、運行サービスの関係部門の作業者
は復旧対策を講じるが、その対策を的確に行い、また利
用者が他の交通手段へ変更する判断材料として供するた
めに、できるだけ正確な復旧予測時間などの復旧情報が
求められる。

【０００５】ところが、現実では、この復旧予測は不確
定要素が多く、定量的な情報も得られにくいために、人
間の経験と主観に頼らざるを得ないのが現状であり、計
算機などによって復旧予測を行うことはなされていなか
った。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上のように従来の交
通システムでは、復旧時間の予測その他の復旧情報を得
るのに人間の経験と主観に頼っていたため、客観的な復
旧予測情報が得られず、特に未経験者が責任を預かって
いるような場合には、正しく復旧予測判断が行えず、混
乱を来すことになる問題点があった。

【０００７】この発明は、このような従来の問題点に鑑
み、異常発生時の復旧予測をファジー推論技術を用いて
不確定、主観的、経験的な判断要素も考慮にいれ、正確
に復旧予測を立てることができる災害復旧情報予測装置
を提供することを目的とする。

【０００８】［発明の構成］

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明の災害復旧情報
予測装置は、監視対象とする交通システムの異常発生時
に、当該異常情報をあいまいな言語表現を含む情報とし
て入力し、かつ、会話形式の入出力を行うことのできる
情報入出力部と、情報入出力部から入力された異常情報
から、当該情報を表現するファジー集合を生成する事象
生成部と、異常とその異常発生時の環境に関する事象と
その復旧に関する予測事象との関係をあらかじめファジ
ールールとして数値表現形式で記憶しているファジー知
識ベースと、事象生成部によって生成された前記異常情
報に対するファジー集合と前記ファジー知識ベースに記
憶されているファジールールとによって復旧に関する予
測情報を求めるファジー推論部と、このファジー推論部
によって求めた予測情報を前記情報入出力部に表示出力
すると共に、この表示情報に基づいて会話入力された情
報を含めて処理する予測結果調整部と、この予測結果調
整部の処理結果を出力する出力部とを備えたものである
。

【００１０】

【作用】この発明の災害復旧予測情報装置では、情報入
出力部において監視対象とする交通システムの異常発生
時に、その異常情報をあいまいな言語表現を含む情報と
して入力し、事象生成部において、情報入出力部から入
力された異常情報を表現するファジー集合を生成する。 そして、ファジー推論部において、ファジー知識ベース
に記憶されているファジールールと、この事象生成部に
おいて生成された異常情報に対するファジー集合とによ
って復旧に関する予測情報をファジー推論して求め、さ
らに、予測結果調整部において、この予測情報を前記情
報入出力部に表示出力すると共に、この表示情報に基づ
いて会話入力された情報を含めて処理し、この処理結果
を出力部によって出力する。

【００１１】こうして、ファジー知識ベースに記憶され
ている数値表現形式のファジールールにより、ファジー
推論結果を数値表現による定量的な予測情報として求め
ることができる。

【００１２】

【実施例】以下、この発明の実施例を図に基づいて詳説
する。図１はこの発明の災害復旧情報予測装置の一実施
例のブロック図であり、対象とする交通システムの事故
、災害、設備故障などの異常情報や遅延状況、車両位置
などの運行情報の入力および各種表示、オペレータとの
会話形式での入出力処理などを行う情報入出力部１と、
この情報入出力部１によって入力した情報により復旧時
間などの復旧予測に必要なファジー集合の事象を生成す
る事象生成部２と、事象と復旧時間などの関係をファジ
ールールで表現して記憶しているファジー知識ベース３
と、事象生成部２において生成された事象とファジー知
識ベース３に記憶されているファジールールにより復旧
時間などの復旧情報を予測するファジー推論部４とを備
えている。さらに、このファジー推論部４によるファジ
ー推論により得られた復旧情報を情報入出力部１を介し
てオペレータとの会話形式により復旧情報の確認、調整
を行う予測結果調整部５と、この予測結果調整部５によ
り最終的に求められた復旧時間などの復旧情報を他シス
テムやプリンタなどの出力装置に出力する出力部６を備
えている。

【００１３】次に、上記の構成の災害復旧情報予測装置
の動作について説明する。この発明の災害復旧予測装置
は、災害などの復旧予測に必要な情報（事象）をファジ
ー集合で表現し、そのファジー集合から復旧時間などの
予測事象をファジールールにより推定することを特徴と
するものであり、異常の内容、程度、原因、場所、遅延
状況など、観測された事象をファジー集合によって表現
する。

【００１４】すなわち、ある種別ｉの事象の全体集合を
Ｘｉ　とすると、このＸｉ　上のファジー集合Ａｉ　を
メンバーシップ関数を次の数１の式とする。

【００１５】

【数１】

【００１６】一方、復旧時間などの復旧予測事象につい
ても同様にファジー集合として、予測集合Ｙ上のファジ
ー集合Ｂとして、メンバーシップ関数を次の数２の式と
する。

【００１７】

【数２】

【００１８】そして、経験的に得られている代表的な上
記事象と予測事象との関係は、次の数３の式のようにフ
ァジールールで表現し、ファジー知識ベース３に記憶さ
れている。

【００１９】

【数３】

【００２０】次に、観測された事象として情報入出力部
１によって入力された情報から入力事象としてのファジ
ー集合Ａｉ　′を、事象生成部２において生成する。そ
して、各ファジー集合Ａｉ　′について、ファジー知識
ベース３の各ルールと照合し、次の数４の式によってＡ
ｉ　′に対応する復旧時間などの予測事象のファジー集
合Ｂｉ　′をファジー推論部４において求める。

【００２１】

【数４】

【００２２】次に、各ルールの推論結果Ｂｉｊ′をｊお
よびｉについて統合したＢ′を次の数５の式により求め
る。

【００２３】

【数５】

【００２４】次に、Ｂ′を重心計算などにより非ファジ
ー化し、一意的に復旧時間などの復旧予測値ＢＣＧを、
次の数６の式によって算出する。

【００２５】

【数６】

【００２６】以上のようにして求められたＢＣＧに対し
て、予測結果調整部５により情報入出力部１を介してオ
ペレータが会話形式で問いかけを行うなどして確認し、
また必要により調整を行い、最終的な予測情報として出
力部６から出力する。

【００２７】図２はこの発明の他の実施例として、不明
確、あいまいな異常状況や環境の情報から客観的、定量
的な復旧時間予測を求める災害復旧情報予測装置の詳し
いブロック図を示しており、情報入出力部１は、対象と
する交通システムの運行を監視する運行管理システムな
どと接続され、遅延状況、車両位置、ダイヤ、各種以上
などの運行情報を入力する運行情報入力部１１と、運行
を監視、管理する指令員などのオペレータと対話し、事
象の入力や各種情報の表示、および操作入力を行う指令
員対話部１２と、防災情報システムなどと接続し、気象
情報、設備以上情報などの情報を入力する周辺情報入力
部１３から構成されている。

【００２８】事象生成部２は、“ｔｒｕｅ”，“ｖｅｒ
ｙ　　ｔｒｕｅ”，“ｆａｌｓｅ”，“ｕｎｋｎｏｗｎ
”などのファジー命題に対する言語的真理値のメンバー
シップ関数やファジー数などの代表的なメンバーシップ
関数を記憶している基本メンバーシップ関数記憶部２１
と、メンバーシップ関数を「多分」、「より多い」、「
または」などの修飾入力により変形または合成をするた
めの修飾子を記憶している修飾子記憶部２２とを備えて
いる。さらに、前記情報入出力部１の運行情報入力部１
１、指令員対話部１２、周辺情報入力部１３によって入
力された情報により、基本メンバーシップ関数記憶部２
１に記憶されているメンバーシップ関数と修飾子記憶部
２２に記憶されている修飾子を選択し、入力された情報
に対する事象をメンバーシップ関数として生成する事象
生成処理部２３を備えている。

【００２９】さらに、ファジー知識ベース３は、事象の
ファジー集合を条件部（ｉｆ部）とし、復旧時間のファ
ジー集合を操作部（ｔｈｅｎ部）とし、各事象に対応す
る復旧時間の関係を数値表現形式のファジールールとし
て記憶するファジールール記憶部３１によって構成され
ている。

【００３０】またさらに、ファジー推論部４は、事象生
成部２の事象生成処理部２３で生成された入力事象のメ
ンバーシップ関数と、ファジールール記憶部３１に記憶
されているファジールールとマッチングを行い、条件部
のｍａｘ，ｍｉｎなどの演算によって照合度に相当する
メンバーシップ値を求め、そのメンバーシップ値によっ
て操作部のメンバーシップ関数の頭切り（αカット）を
行うことにより、各ルールの復旧時間のメンバーシップ
関数を求めるファジールール演算部４１と、このファジ
ールール演算部４１によって得られた各復旧時間のメン
バーシップ関数の和集合を求める演算処理により統合化
を行う予測結果統合部４２と、この予測結果統合部４２
において得られたファジー集合の代表値を重心計算によ
り求める非ファジー化部４３から構成されている。

【００３１】予測結果調整部５は、前記ファジー推論部
４の非ファジー化部４３において得られた予測値につい
て、指令員などのオペレータの確認を指令員対話部１２
を介して行い、オペレータからの変更の受付や追加事象
の入力による再推論などにより、最終結果の調整を行う
部分である。

【００３２】また、この実施例では特に、データ記憶部
７を備えており、事象生成処理部２３、ファジールール
演算部４１、予測結果統合部４２、非ファジー化部４３
、予測結果調整部５などに演算データを記憶するように
なっている。

【００３３】次に、上記の構成の災害復旧情報予測装置
の動作について、図３のフローチャートと図４のファジ
ー推論の事例に基づいて説明する。

【００３４】まず、初期の異常の入力は、情報入出力部
１の運行情報入力部１１、指令員対話部１２および周辺
情報入力部１３のいずれかから入力され（ステップＳ１
０１）、入力された異常情報は、事象生成部２の事象生
成処理部２３において情報検証され（ステップＳ１０２
）、異常情報の種別によって事故の属性など、関連する
情報のうち、入力されていない不足情報の有無を検証し
、不足情報がある場合には、指令員対話部１２を介して
問いかけを行い、「不明」という情報をも含めた何らか
の不足情報の入力を行い（ステップＳ１０３）、再度、
情報検証を行う（ステップＳ１０２）。

【００３５】検証された情報は、事象生成処理部２３に
おいて、事象と対応する基本メンバーシップ関数記憶部
２１に記憶されている基本メンバーシップ関数と修飾子
記憶部２２に記憶されている修飾子とを組み合わせて、
ファジー集合を生成する（ステップＳ１０４）。

【００３６】次に、ファジールール記憶部３１に記憶さ
れているファジールールの条件部のメンバーシップ関数
と事象のメンバーシップ関数により、図４のようにｍａ
ｘ，，ｍｉｎ演算などの方法により照合度に相当するメ
ンバーシップ値αｋ　を求め、αｋ　によりファジール
ールの操作部のメンバーシップ関数の頭切りを行うこと
により、ファジールールの演算を行う（ステップＳ１０
５）。すなわち、ルールＲｋの例では、次の数７の式に
従う演算が行われる。

【００３７】

【数７】

【００３８】次に、予測結果統合部４２において、ファ
ジールール演算部４１によって得られた各ルールから導
出された復旧予測結果の統合を行う（ステップＳ１０６
）。例えば、上記の各Ｂｋ　の和集合として、次の数８
の式のように統合したＢ′を求める。

【００３９】

【数８】

【００４０】次に、非ファジー化部４３において、上記
の処理によって得られた統合されたファジー集合の非フ
ァジー化を行う（ステップＳ１０７）。例えば、非ファ
ジー化した代表値ＢＣＧは、数５の式によって次の数９
の式のように与えられる。

【００４１】

【数９】

【００４２】次に、予測結果調整部５において、指令員
対話部１２を介してオペレータに確認出力を行い（ステ
ップＳ１０８）、必要によって入力事象を変更し、再度
処理を行ったり、出力結果を強制的に結果変更して最終
値とする（ステップＳ１０９）。

【００４３】以上のようにして得られた最終結果は、出
力部６により出力される（ステップＳ１１０）。

【００４４】次に、図４に示す事象の具体例を用いて、
この実施例の動作をさらに詳しく説明する。この事象は
、死亡事故に対するものであり、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３はフ
ァジールールであり、Ａ１１，Ａ１２，…，Ａ３２は条
件部のファジー集合であり、Ｂ１　，Ｂ２　，Ｂ３　は
復旧時間などのファジー集合である。

【００４５】例えば、 とすると、各ルールは次のような知識の表現となる。

【００４６】Ｒ１：　　死亡事故で、Ａ駅内ならば、復
旧時間は２０〜３０分程度である。Ｒ２：　　死亡事故
で、自殺であれば、復旧時間は約３０分である。

【００４７】Ｒ３：　　死亡事故で、体損傷度が中程度
ならば、復旧時間は約２５分程度である。

【００４８】ここで、入力事象として、図４の点線のメ
ンバーシップ関数で表現されるように、と与えられた場
合、数７の式に基づく演算により各αｉ　を求め、Ｂ１
　，Ｂ２　，Ｂ３　のαカットを行い、復旧予測時間の
ファジー集合Ｂ１　′，Ｂ２　′，Ｂ３　′を求める。

【００４９】次に、数８の式に基づいて、次の数１０の
演算により、各予測時間ファジー集合の統合であるファ
ジー集合Ｂ′を求め、

【００５０】

【数１０】

【００５１】数９の式に基づく非ファジー化処理により
代表値であるＢＣＧを求める。

【００５２】このようにして、この実施例の場合には、
「…らしい」、「…程度」、「…位」、「…の近く」と
いったあいまいな表現の災害などの入力情報に対して、
復旧時間の予測演算を行い、一意的な数値として復旧予
測時間を出力することができるのである。

【００５３】なお、この発明は上記の実施例に限定され
ることはない。例えば、上記の実施例ではファジールー
ルの条件部は２事象の積条件としているが、特に２事象
に限定されることはない。また、上記実施例のファジー
推論方式は、ｍａｘ，ｍｉｎ演算により結果集合のαカ
ットを行い、その結果集合の和集合をとり、最後に重心
を求める方式であったが、αカットではなく、結果集合
のα倍にする方式、また、単純に重心を求める方式では
なく、重複する部分を考慮して重心を求める方式などを
用いることもできる。

【００５４】さらに、予測結果は代表値として求めてい
るが、最終結果のファジー集合を非ファジー化せずに、
言語表現する方式も可能である。

【００５５】また、上記の実施例では復旧予測情報とし
て復旧時間を予測する実施例を示したが、被害度合いな
どの他の予測情報を求めるようにすることもできる。

【００５６】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、監視対
象とする交通システムの異常発生時に、その異常情報を
あいまいな言語表現を含む情報として入力し、入力され
た異常情報を表現するファジー集合を生成し、ファジー
知識ベースに記憶されている数値表現形式のファジール
ールと異常情報に対するファジー集合とによって復旧に
関する予測情報をファジー推論して求め、さらに、この
予測情報を前記情報入出力部に表示出力すると共に、こ
の表示情報に基づいて会話入力された情報を含めて処理
し、ファジー推論結果を数値表現による定量的な予測情
報として求めて出力するようにしているため、不確定、
不明確、あいまいな表現を含む異常状況や環境などの情
報に基づき、経験的、主観的なものも含む予測、判断基
準に基づく復旧時間などの復旧に関する予測情報を提供
することができる。そして、このようにファジー推論に
より、従来、人間の主観による以外は得られなかった復
旧に関する予測情報を計算機により求めることができる
ようになるため、利用者への情報提供、関連する対策の
判断情報として活用することができ、利用者へのサービ
ス向上、異常時の対策の的確化などが図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例のブロック図。

【図２】この発明の他の実施例のブロック図。

【図３】上記実施例の動作を示すフローチャート。

【図４】上記実施例の動作を説明する説明図。

【符号の説明】

１　　情報入出力部 ２　　事象生成部 ３　　ファジー知識ベース ４　　ファジー推論部 ５　　予測結果調整部 ６　　出力部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　監視対象とする交通システムの異常発
   生時に、当該異常情報をあいまいな言語表現を含む情報
   として入力し、かつ、会話形式の入出力を行うことので
   きる情報入出力部と、前記情報入出力部から入力された
   異常情報から、当該情報を表現するファジー集合を生成
   する事象生成部と、前記異常とその異常発生時の環境に
   関する事象とその復旧に関する予測事象との関係をあら
   かじめファジールールとして数値表現形式で記憶してい
   るファジー知識ベースと、前記事象生成部によって生成
   された前記異常情報に対するファジー集合と前記ファジ
   ー知識ベースに記憶されているファジールールとによっ
   て復旧に関する予測情報を求めるファジー推論部と、こ
   のファジー推論部によって求めた予測情報を前記情報入
   出力部に表示出力すると共に、この表示情報に基づいて
   会話入力された情報を含めて処理する予測結果調整部と
   、この予測結果調整部の処理結果を出力する出力部とを
   備えて成る災害復旧情報予測装置。