JPH05298593A - 乗務員運用計画作成支援装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 運用計画作成にかかる問題の組み合せの数を
削減し、容易に諸制約条件を満たすことができ、作成者
の負担が軽減することのできる乗務員運用計画作成支援
装置を得る。 【構成】 中間要素生成手段８Ｄによって運行ダイヤデ
ータと乗務員の間の中間的なレベルの要素集合を生成
し、この要素集合のうち関連性のある２つ以上の要素集
合を要素結合手段８Ｂで結合して上位レベルの要素集合
を生成し、さらに、要素分離手段８Ｃにより上位レベル
要素集合に対して結合する必要性がなくなったものを分
離する。さらに、これらの手段を実施する要素のレベル
をレベル設定手段８Ａで選択する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば交通輸送機関
などにおける乗務ダイヤなどを作成する時の乗務員運用
計画作成支援装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、交通輸送機関において運行スケジ
ュールを作成する際、乗務員運用計画は通常人間の手作
業で行なわれている。これはあらかじめ作成されたダイ
ヤ図上で、色鉛筆や消ゴムなどを用いて、交替可能な駅
の制限などの物理的制約や、労働条件などの論理的制約
を考慮しながら、試行錯誤的に乗務員運用計画の設定・
変更を繰り返して作成される。

【０００３】このように乗務員運用計画を人間の手作業
で作成する場合は長時間を要する。例えば、ダイヤの規
模にもよるが１カ月以上を要する。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運用計
画の効率などの品質に大きな差が見られる。これは、乗
務員にダイヤ断片をまとめて割り当てるものとして運用
計画作成問題を考えた場合、本質的に大規模な組み合わ
せ問題であり、考慮すべき割当ての組み合せの数が膨大
である。さらに、汎用的な作成手法が明らかになってお
らず、労働条件などの諸制約条件を全て満たす組み合せ
を見つけるために、経験的知識が重要な役割を果たして
いるためである。その上、上記諸条件を全て満たす組み
合せの中からさらに勤務時間のばらつきの少なさなどの
諸評価条件ができるだけよいものを採用することが望ま
れる。そのため、複数の組み合せを作成しなければなら
ず、作成者に非常な負担がかかっている。

【０００４】これに対し、乗務員運用計画の作成に計算
機を用いる方法も発明されている。例えば、特開平２−
３２４７５号公報に示された乗務ダイヤ作成支援方法及
び装置は、乗務ダイヤ作成の要素データとなるダイヤ断
片の特性変数や、個々の断片と他の断片との関係、また
は乗務ダイヤ作成の各過程における評価尺度などを表示
装置上に図示しながら、マン・マシン対話形式で乗務ダ
イヤを作成する装置である。

【０００５】この乗務ダイヤ作成支援方法及び装置で
は、あるダイヤ断片に対する組み合わせ可能な候補の提
示と、人間が判断する際の情報の図示を行なうため、作
成者の負担はある程度軽減される。しかし、考慮すべき
組み合わせの数自体は減少していないため、根本的な困
難さは解消されていない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の乗務員運用計画
を人間の手作業で作成する場合は長時間を要し、作成者
に非常な負担がかかるという問題点があった。また、計
算機を用いた乗務ダイヤ作成支援方法及び装置でも、作
成者の負担はそれほど軽減されないなどの問題点があっ
た。

【０００７】この発明は、かかる問題点を解決するため
になされたもので、組み合わせの数を減らすことで作成
者の負担を低減し、容易に諸制約条件を満たす乗務員運
用計画を作成することのできる乗務員運用計画作成支援
装置を得ることを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係る乗務員運
用計画作成支援装置は、運行ダイヤデータと乗務員の間
の中間的なレベルの要素集合を生成する中間要素生成手
段、この中間要素生成手段で生成した要素集合のうち関
連性のある２つ以上の要素集合を結合して上位レベルの
要素集合を生成する要素結合手段、上位レベル要素集合
に対し結合する必要性がなくなったものを分離する要素
分離手段、及び上記手段を実施する要素のレベルを選択
するレベル設定手段を備えたものである。

【０００９】

【作用】上記のように構成された乗務員運用計画作成支
援装置では、運用計画作成にかかる組み合わせ問題を、
複数のレベルの組み合わせ問題に分割する。それぞれの
レベルは人間の思考論理に合わせて設定できるため、人
間にとって各レベルの問題を解くことは比較的容易にな
る。また、上位レベルの要素を乗務員に割り当てること
でデータの詳細さを荒くし、組み合せの数が削減される
ため、作成者の負担が軽減される。計画の調整は、対象
とするレベルを低く設定し、データの詳細さを細かくし
た上で要素の結合・分離を繰り返すことで行なう。

【００１０】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の一実施例による乗務員運用
計画作成支援装置について説明する。この実施例におけ
る中間要素は、例えばユニットとグループとする。各要
素は図１に示すように階層的な構成となっており、上位
要素は１つ上のレベルの要素、下位要素は１つ下のレベ
ルの要素をそれぞれ表すものとする。図２はこの実施例
による乗務員運用計画作成支援装置の構成を示すブロッ
ク図であり、図３はこの実施例における運用計画作成の
処理過程を示すフローチャートである。

【００１１】図において、１は運用計画作成者が指示を
行なうための入力装置、２は入力装置１によって入力さ
れた指示に基づいて運用計画の作成を制御する運用計画
制御部、３は作成者に対しさまざまな情報を表示する表
示装置、４は労働条件など運用計画作成において考慮す
べき制約条件をあらかじめ記憶しておくための制約条件
データファイル、５は対象となっている路線に関する情
報をあらかじめ記憶しておくための路線データファイ
ル、６は作成途中の状態や作成済みの乗務員運用計画を
記憶しておくための運用計画データファイル、７は乗務
員に割り当てるための運行ダイヤをあらかじめ記憶して
おくための運行ダイヤデータファイルである。また、８
は運転計画制御部から出される指示に基づいて運用計画
の作成を行なう運用計画作成部であり、レベル設定手段
８Ａ、要素結合手段８Ｂ、要素分離手段８Ｃ、中間要素
生成手段８Ｄから構成されている。路線データファイル
５に記憶されている路線データは、少なくとも対象とな
る路線の駅名、車庫の存在場所、乗務員が交替できる
駅、支線の分岐情報から構成されている。また、運行ダ
イヤデータファイル７に記憶されている運行ダイヤデー
タは、少なくともそれぞれの列車の属性、前後の列車の
折り返し運用と、各列車のそれぞれの駅の着発データか
ら構成されている。

【００１２】以下、運用計画作成部８が持つ各手段の詳
細な運用計画作成時の処理を図３のフローチャートを用
いて説明する。まず、ステップ３１では、初期状態設定
として列車の駅から駅への移動を表すダイヤ断片を運行
ダイヤデータ７から生成する。次に、中間要素生成手段
８Ｄによって制約条件データ４を参考にしながら各ダイ
ヤ断片に対する上位要素であるユニットを生成する。同
様に、ユニットに対しても中間要素生成手段８Ａによっ
て上位要素であるグループを生成する。次に、ステップ
３２でレベル設定手段８Ａによって操作の対象とするレ
ベルを設定する。この実施例でのレベルはユニット、グ
ループ、乗務員のうちのいずれかとなる。

【００１３】さらに、ステップ３３で操作対象となる要
素を選択し、ステップ３４で実施する操作を選択する。
この後、ステップ３５で要素結合手段８Ｂによる要素結
合操作か、ステップ３６で要素分離手段８Ｃによる要素
分離操作を行なう。この操作の後、他の対象を選択する
場合はステップ３３に戻り、操作対象となる要素を選択
する。選択しない場合はステップ３８で他のレベルで操
作を続けるか検討し、他のレベルに移る場合はステップ
３２に戻り、レベル設定手段８Ａによって操作の対象と
するレベルを設定する。操作を続けない場合は計画作成
が終了したものと見なし、運用計画作成部８における処
理を終了する。

【００１４】図４は、図３のステップ３５における要素
結合手段８Ｂの処理をさらに詳しく示すフローチャート
である。図４の処理ブロックはそれぞれ要素結合手段８
Ｂの処理を示す。要素結合手段８Ｂでは、ステップ３３
で操作対象となった要素に対し、ステップ４１で、制約
条件や経験的知識を参考にして結合することのできる下
位要素の候補を探索する。候補が見つからなければ終了
する。候補が１つの場合はステップ４５で対象となって
いる要素に候補を結合する。候補が２つ以上の場合はス
テップ４４でなんらかの評価基準に基づき候補を１つ選
択し、ステップ４５で対象となっている要素集合の構成
要素に結合する。

【００１５】要素分離手段８Ｃでは、ステップ３３で操
作対象となった要素に対し、構成要素となっている下位
要素の中から１つを分離する。中間要素生成手段８Ｄで
は、ステップ３３で操作対象となった要素に対し、新た
にその上位要素として中間要素を生成し、対象要素を生
成した中間要素の構成要素とする。

【００１６】以下、この実施例による運用計画作成支援
装置のの具体的作成手順を図５を用いて説明する。 図
５（ａ）は駅５０，５１，５２を持つ路線に対する運行
ダイヤデータから生成したダイヤ断片５３，５４，５
５，５６，５７，５８，５９を示す。制約条件として、
駅５１は乗務員の交替可能な駅であり、駅５２は車庫で
ある。また、図５（ｂ）はダイヤ断片５３〜５９をまと
めたユニット５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄを示す。この段階
では、ユニット５Ａ〜５Ｄは制約条件データに基づき関
連性のあるダイヤ断片を複数持っている場合があるが、
全てのグループは構成要素であるユニットを１つずつ持
っている。

【００１７】まず、あらかじめ生成されているグループ
の数を減らすため、取扱レベルをグループに設定し、制
約条件データを参考にして要素結合手段８Ｂによって関
連性のあるユニットをグループにまとめる。図５（ｃ）
はユニット５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄをまとめたグループ
５Ｅ，５Ｆを示す。その後、取扱レベルを乗務員に設定
し、存在する全てのグループを各乗務員に割り当てる。
図５（ｃ）に示すように、この実施例ではダイヤ断片５
３，５４，５５をグループ５Ｅとして、ダイヤ断片５
６，５７，５８，５９をグループ５Ｆとして一度に乗務
員に割り当てることができる。このため、各ダイヤ断片
を少しづつ割り当てる場合に比べて、考慮すべき組み合
せの数が低減される。

【００１８】全てのグループが乗務員に割り当てられる
と、乗務員運用計画ができあがる。できあがった乗務計
画に対して調整を加えたい場合は、要素分離手段８Ｃに
よっていったん乗務員からあるグループを分離し、改め
て他のグループを要素結合手段８Ｂによって乗務計画に
加える。このようにして乗務員間でグループを交換した
り、取扱レベルをグループに設定した後に同様の手段で
グループ間でユニットを交換する。

【００１９】なお、この実施例では中間要素としてユニ
ットとグループを定義しているが、グループ同士をさら
にまとめた上位グループを取り扱いレベルに加えてもよ
い。この場合、乗務員運用計画は最上位のグループを割
り当てたものとなり、それ以外のレベルのグループは必
ずより上位のグループの集合要素となる。ユニットは必
ず最下位のグループの要素となる。計画の調整を行なう
場合には、要素分離手段８Ｃを用いて乗務員からグルー
プを分離し、他のグループを結合させることで行なう。
また、ステップ３２〜３８を繰り返して、レベル設定手
段８Ａでグループやユニットのレベルに取り扱いレベル
を設定し、要素の結合・分離を繰り返すことで計画の微
調整を行なう。

【００２０】上記のように構成された乗務員運用計画作
成支援装置では、運用計画作成にかかる問題の組み合せ
の数が削減されるため、作成者の負担が軽減される。

【００２１】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、運行
ダイヤデータと乗務員の間の中間的なレベルの要素集合
を生成する中間要素生成手段、この中間要素生成手段で
生成した要素集合のうち関連性のある２つ以上の要素集
合を結合して上位レベルの要素集合を生成する要素結合
手段、上位レベル要素集合に対し結合する必要性がなく
なったものを分離する要素分離手段、及び上記手段を実
施する要素のレベルを選択するレベル設定手段を備えた
ので、運用計画作成にかかる問題の組み合せの数が削減
されるため、作成者の負担が軽減されるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１に係る構成要素の上下関係
を示す説明図である。

【図２】この発明の実施例１による乗務員運用計画作成
支援装置の構成を示すブロック図である。

【図３】実施例１に係る運用計画作成部の動作を示すフ
ロ−チャ−トである。

【図４】実施例１に係る要素結合手段の動作を示すフロ
−チャ−トである。

【図５】実施例１に係る運用計画の具体的作成手順を説
明する説明図である。

【符号の説明】

８Ａ レベル設定手段 ８Ｂ 要素結合手段 ８Ｃ 要素分離手段 ８Ｄ 中間要素生成手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交通輸送機関の運行ダイヤデータを対象
   として乗務員運用計画を作成するものにおいて、上記運
   行ダイヤデータと乗務員の間の中間的なレベルの要素集
   合を生成する中間要素生成手段、この中間要素生成手段
   で生成した上記運行ダイヤデータの要素集合のうち関連
   性のある２つ以上の要素集合を結合して上位レベルの要
   素集合を生成する要素結合手段、上記上位レベル要素集
   合に対し結合する必要性がなくなったものを分離する要
   素分離手段、及び上記手段を実施する要素のレベルを選
   択するレベル設定手段を備えたことを特徴とする乗務員
   運用計画作成支援装置。