WO2012111217A1 - 資源運用計画作成装置および資源運用計画作成方法 - Google Patents

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WO2012111217A1
WO2012111217A1 PCT/JP2011/078031 JP2011078031W WO2012111217A1 WO 2012111217 A1 WO2012111217 A1 WO 2012111217A1 JP 2011078031 W JP2011078031 W JP 2011078031W WO 2012111217 A1 WO2012111217 A1 WO 2012111217A1
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WO
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node
resource
train
network model
transportation
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PCT/JP2011/078031
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French (fr)
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友恵 富山
達広 佐藤
智仁 ▲高▼井
Original Assignee
株式会社日立製作所
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/40—Business processes related to the transportation industry
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/08—Logistics, e.g. warehousing, loading or distribution; Inventory or stock management
    • G06Q10/083—Shipping
    • G06Q10/0835—Relationships between shipper or supplier and carriers
    • G06Q10/08355—Routing methods

Definitions

  • the present invention relates to a resource management plan creation support device, a resource management plan creation support method, and a resource management plan creation support program. Specifically, it takes into consideration the regularity of work and resource allocation related to the maintenance and operation of resources in transportation services.
  • the present invention relates to a technology that makes it possible to create a resource management plan.
  • a plan that considers resource operation is hereinafter referred to as a resource operation plan.
  • the railway resource management plan is based on the characteristics of individual vehicles, such as the type and performance of the vehicles, the timing of return at the station, the time to return to the vehicle base for inspection, etc.
  • the vehicle to be assigned to must be selected, which is a difficult task manually.
  • the creation of resource management plans for railways has not yet been systematized, and human resources are being created based on the experience of skilled workers.
  • Patent Document 1 and Non-Patent Document 1 have means for re-creating a resource operation plan that also considers the inspection cycle for train schedules that have been modified to recover from disturbances when trains are disturbed.
  • Patent Document 2 has means for finding a place where an unscheduled inspection work can be performed based on the connection between trains and creating a resource management plan in which a temporary inspection work is inserted.
  • Patent Document 3 has means for receiving a desired pattern from a user regarding a train turnaround and a vehicle assigned to the train, and creating a resource operation plan in consideration of the user's intention regarding the connection of the train.
  • an operation pattern For example, in the case of railways, vehicles that are not undergoing large inspections are left at the depot as a spare vehicle for one day before inspection, or are reserved for leveling the distance traveled and the number of days traveled between multiple vehicles. They intentionally put the period of detention as a car into the plan.
  • regularity is an important factor not only for carrying out maintenance work on a regular basis, but also for enabling the site to perform work as usual in carrying out maintenance work and vehicle storage work.
  • Patent Document 1 Patent Document 2, and Non-Patent Document 1 aim to automatically create a vehicle operation plan, and do not consider the regularity of vehicle operation, for example, the regularity of allocation of vehicles to trains.
  • Patent Document 3 has a function of accepting a desired pattern from a user, a spare vehicle is regarded as the same as a business vehicle, and an operation pattern including a preliminary operation cannot be handled.
  • the resource management plan creation method is Reading the operation schedule information of the transport service; Based on the operation schedule information, for each of a plurality of transportation processes included in the operation schedule, a node having at least the start place, the start time, the end place, and the end time of the transport process as attributes is created.
  • Creating a network model of a transportation process by creating a path connecting nodes representing a transportation process that can be operated continuously using the same transportation resource, and Obtain information about spare resources, create a spare resource node having at least the storage location and available time zone of the spare resource as attributes, add it to the network model, and configure the spare resource node attributes and other network models Adding a path connecting the node representing the operation process that can be operated using the reserve resource and the reserve resource node to the network model based on the attribute of the node; Extracting from the network model a combination of paths composed of a plurality of paths such that one transport resource or spare resource is allocated to each node other than the spare resource node constituting the network model; For the extracted combination, there is a step of creating an operation plan for the transport resource and the reserve resource by allocating the transport resource or the reserve resource to each of the plurality of paths constituting the combination and outputting the operation plan.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a resource management plan creation support apparatus.
  • the resource management plan creation support apparatus 1000 includes a memory 1001, a storage unit 1100, a display unit 1200, an input unit 1201, a central processing unit (CPU) 1202, a communication unit 1203, and a data bus 1204 that connects them.
  • CPU central processing unit
  • the display unit 1200 is a display or the like, and displays information to the user such as the execution status and execution result of processing by the resource management plan creation support apparatus 1000.
  • the input unit 1201 is a device for inputting instructions to a computer such as a keyboard and a mouse, and accepts input from a user.
  • a central processing unit (CPU) 1202 executes various programs stored in the memory 1001.
  • the communication unit 1203 exchanges various data and commands with other devices via a LAN (Local Area Network) or the like.
  • the storage unit 1100 stores various data for the resource management plan creation support apparatus 1000 to execute processing.
  • the memory 1001 holds various programs 1002 executed by the resource management plan creation support apparatus 1000 and temporary data.
  • the storage unit 1100 stores resource information 2, route information 3, history information 4, and operation information 1.
  • an operation schedule reading unit 1003, an operation history reading unit 1004, a network creation unit 1005, a plan creation unit 1006, a change acceptance unit 1007, and an operation pattern creation unit 1008 are stored as a program 1002.
  • the operation schedule reading unit 1003 reads the operation information 1 stored in the storage unit 1100.
  • the operation history reading unit 1004 reads the user history information 4 stored in the storage unit 1100.
  • the network creation unit 1005 creates a network model representing a resource operation plan based on the operation information read by the operation schedule reading unit 1003 and the history information read by the operation history reading unit 1004. Details regarding this network model are described in FIG.
  • the plan creation unit 1006 creates a constraint condition based on the network model created by the network creation unit 1005, creates a resource operation plan so as to satisfy the created constraint condition, and displays the created resource operation plan via the display unit 1200. And present it to the user.
  • the change accepting unit 1007 accepts a change to the resource operation plan presented to the user by the plan creating unit 1006 from the user via the input unit 1201.
  • the operation pattern creation unit 1008 changes the network model created by the network creation unit 1005 based on the history information 4 read by the operation history reading unit 1004 or the change accepted by the change acceptance unit 1007, and changes the resource operation plan. Is added to the history information 4.
  • FIG. 2 is a flowchart showing an example of a basic operation procedure of the resource management plan creation support apparatus 1000. First, an outline of the flowchart regarding the operation procedure will be described.
  • the operation schedule reading unit 1003 reads the operation information 1 stored in the storage unit 1100 (step S201).
  • the network creation unit 1005 creates a network model that represents an operation plan of a transport device such as a vehicle based on the operation schedule read in S201 (step S202).
  • the network model created here will be described in detail with reference to FIG. 5, and the network model creation method will be described in detail with reference to FIG.
  • the operation history reading unit 1004 reads the user history information 4 stored in the storage unit 1100 (step S203), and determines whether there is history information (step S204). If there is history information, the process proceeds to reflection of the operation pattern (step S205), and if there is no history information, the process proceeds to creation of a resource operation plan (step S206).
  • the operation pattern creation unit 1008 changes the network model created in S202 based on the operation history included in the history information read in S203, and if it is a continuation from S209, the operation pattern is created in S209. Based on the received change, the latest version of the network model is changed (step S205). The procedure for changing the network model will be described in detail below with reference to FIG.
  • the plan creation unit 1006 creates a mathematical model formulated as a transportation plan problem based on the network model created in the series of steps S201 to S205, and creates a resource management plan that satisfies the conditions expressed by the mathematical model ( Step S206).
  • the mathematical model and the plan creation procedure created here will be described in detail with reference to FIG.
  • the plan creation unit 1006 presents the resource management plan result created in S206 to the user via the display unit 1200 (step S207). At this time, if a plurality of plan results are created in S206, all of them are displayed.
  • the plan creation unit 1006 determines whether or not there is an end instruction from the user (step S208). If there is an end instruction, the series of processing ends, and if there is no end instruction, the plan result is changed. Proceed to reception (step S209).
  • the plan creation unit 1006 accepts a change to the plan result presented in S207 from the user via the input unit 1201 (Step S209), and proceeds to S205.
  • the service information 1 defines the process for each minimum unit of transport service.
  • the minimum unit of transportation service on a railroad is a train, and is defined by a station where the train stops or passes from the first station to the last station, arrival time / departure time or passage time of each station.
  • Resource information 2 defines transport equipment used for transport services.
  • resource information in a railway is information that defines a vehicle. Specifically, the vehicle name or identification number for uniquely identifying the vehicle, the presence or absence of maintenance work (such as inspection or cleaning) scheduled to be performed on the day of operation, the time when the maintenance work can be performed, the place where the maintenance work is performed, the vehicle It is composed of a route identification number for uniquely identifying a transport service (corresponding to a train in a railway) assigned to
  • the route information 3 defines in what order one transport equipment executes the minimum unit of transport service.
  • the route information is a list of train information assigned to one vehicle in consideration of turning-back operation of the vehicle and storage / drawing to a vehicle base (see FIG. 3).
  • the train information here is a train name or a train ID that uniquely identifies a train.
  • FIG. 3 shows how a train is assigned to each of the four vehicles. That is, one vehicle for train 1, train 4 and train 8, another vehicle for train 2, train 5, train 7 and train 9, another vehicle for train 3 and train 6, and train 10 Another vehicle is assigned to each.
  • the history information 4 is a history of changes made by the user to the plan result created by the resource management plan creation support apparatus 1000 in the past. Details of the items will be described later in the description of step S209 “Reception of change”.
  • the vehicle operation arrangement is a task of changing the allocation of vehicles to a train in accordance with the changed operation schedule when the train operation schedule is suddenly changed due to an accident or a vehicle failure.
  • the vehicle allocation changing means includes means for changing the train assigned at the turn-back station, means for temporarily drawing a spare train detained at the vehicle base, and means for temporarily storing the vehicle in the vehicle base.
  • FIG. 3 and FIG. 4 show explanations of charts used in railway transportation services and data used as an example in this embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing a train operation schedule.
  • the initial diagram of FIG. 3 is created based on the operation information 1, and after performing S206 “Create resource management plan”, FIG. 3 is created based on the plan creation result.
  • the vertical axis 31 represents a station, and the horizontal axis 32 represents time.
  • a train is drawn from the start station to the end station of the train according to the time to represent one train (hereinafter referred to as train streak).
  • the thick line 33 represents one train that starts at the station C around 6 o'clock and ends at the station A around 6:30 o'clock.
  • a line segment connecting two train lines like a line segment 34 represents a train group assigned to one vehicle.
  • the train 1, the train 4, and the train 8 are connected as a series of train groups, which means that one vehicle travels in that order.
  • a symbol represented by “O” like symbol 35 represents a timing to pull out the vehicle from the depot.
  • the symbol 35 represents that the vehicle is pulled out from the vehicle base adjacent to the station C in accordance with the departure of the train 1.
  • FIG. 4 is a diagram showing the assignment of trains to each train.
  • the organization means a group of a plurality of vehicles assigned to a train.
  • the initial diagram of FIG. 4 is created based on the resource information 2 and the route information 3, and after performing S206 “Create resource operation plan”, FIG. 4 is created based on the plan creation result.
  • FIG. 4 includes a horizontal axis 41, a composition name 42, and allocation information 43.
  • Axis 41 represents time.
  • the organization name 42 represents a name for uniquely identifying the organization.
  • the assignment information 43 represents the assignment of trains to the formation shown in the formation 42.
  • Each assigned train is represented by one horizontal bar (for example, horizontal bar 44), and the train name is displayed near the horizontal bar (for example, train name 45).
  • a symbol representing the scheduled work is displayed.
  • the symbol 46 represents that the maintenance work called the inspection A is scheduled to be performed after the formation C travels as the train 6.
  • FIG. 5 shows a network model of the resource operation plan used in the present invention.
  • FIG. 5A shows a network model representing operation information
  • FIG. 5B shows a network model representing preliminary operation.
  • FIG. 5A and FIG. 5B are divided into two for convenience of explanation. However, when creating a resource management plan, these are integrated and handled as one network model.
  • FIG. 5 (a) is a network model representing candidates that can be created as a route, and includes a formation node, a train node, a termination node, a connection link, and a termination link.
  • Formation node is a node that represents a formation to which a route is assigned.
  • One organization node is set for each organization.
  • the knitting node is the start time of the time zone in which the knitting can be used, the end time of the time zone in which the knitting can be used, the position detained at the start of operation (adjacent or detained station of the depot), It has the starting station of the planned route and the end station of the original planned route as attributes.
  • Train node The train node represents a train included in the operation schedule. One train node is set for each train.
  • the train node has a train start station, end station, start time, and end time as attributes.
  • Terminal node represents the end of the path.
  • One terminal node is set per organization.
  • the terminal node has an organization name or organization ID that uniquely identifies the organization and an end station of the route planned in the original plan as attributes.
  • the terminal node 51 represents the terminal of the train of the formation A.
  • the end of the route of the original plan of formation A is the train 8
  • the train 8 ends at the station A. Therefore, the value of the attribute of the terminal station of the terminal node 51 is “station A”.
  • connection link is a directional link that connects train nodes, between train nodes and train nodes, and between train nodes and termination nodes, and is created as follows.
  • the connection link between the train nodes is created so that the connection between the time and the station is established based on the start station, the start time, the end station, and the end time of the train represented by the train node.
  • the train node 53 represents the train 1
  • the first station is station C
  • the last station is station A
  • the first train time is 6:00
  • the last train time is 6:30
  • the node 54 represents the train 4.
  • the first station is station A
  • the last station is station C
  • the first train time is 6:40
  • the last train time is 7:05. Comparing these two train nodes, the terminal station of the node 53 is equal to the starting station of the node 54, so the connection of places is established.
  • connection links can be created from the node 53 toward the node representing the train 5, the node representing the train 3, and the node representing the train 10, respectively.
  • connection links between trains that are continuously assigned to the same organization in the original resource management plan are set with a weight that is easier to choose as a solution than the other connection links.
  • a route is created by searching for a tour route that reduces the link weight on the network shown in FIG. Therefore, a small weight is set for the connection link between trains that are continuously assigned to the same train in the original resource management plan. This makes it possible to obtain a plan with as few changes as possible from the original plan.
  • the weights that are easily selected as connection links have the same meaning.
  • the connection link between the train node and the train node includes the start and end times of the train represented by the train node, the end station and the finish time, and the start time and end time of the available time zone of the train represented by the train node. Based on the knitting position at the start, create a connection between time and place. For example, the available time zone of the knitting represented by the knitting node 52 (knitting A) is 6 o'clock and the start position is the station C. Therefore, a train representing a train that starts from the knitting node 52 after 6 o'clock. Create a connection link towards the node. That is, connection links are created toward train nodes representing train 1, train 2, train 6, and train 8, respectively.
  • connection links that show the same allocation as the original resource management plan, set a weight that is easier to choose as a solution than other links.
  • connection link between the train node and the terminal node is created from the train node that can be set as the last train on the route to the terminal node.
  • a train that can be set as a final train on a route is basically a train that has a station adjacent to a depot or a station that can be detained in the station premises until the next day as a terminal station. If this is not the case, it is not desirable because it will run forward to store the vehicle in the depot.
  • connection link that connects the train node that represents the train that is the end of the route in the original plan and the end node.
  • Termination link is a link for constraining the route to end at the point where the organization was scheduled in the original resource management plan.
  • links are created from one end node toward all formation nodes, and weights are set based on restrictions on the route end point. That is, the value of the terminal station on the original resource management plan held by the terminal node is compared with the value of the terminal station on the resource management plan held by the organization node.
  • a weight value is set to a termination link connecting the termination node and the corresponding composition node so that the termination link is more easily selected than the termination link extending from the corresponding termination node to another composition node.
  • the terminal node 51 represents the terminal of the route of the formation A
  • the terminal station of the original plan is the station A
  • the node representing the formation A is the formation node 52
  • the final station of the original plan is the station A. Since the terminal station of the terminal node 51 and the terminal station of the train node 52 are the same, a value smaller than the link extending from the terminal node 51 to another train node is set for the terminal link connecting the terminal node 51 and the train node 52.
  • the end node 55 represents the end of the route of the formation B. From FIG. 4, the end of the route of the formation B is the train 9, so that the terminal station is the station C.
  • the end node 55 Since the end of the route of the formation C is also the station C, the end node 55 has the same value for both the end link with the formation node 57 representing the formation B and the end link with the formation node 58 representing the formation C.
  • Set the weight By setting the weight of the terminal link, even when the train allocated at the end of the route is different from the original resource operation plan, it is possible to increase the possibility that the same train is allocated to the terminal station.
  • FIG. 5 (b) is a network model representing the preliminary organization.
  • the preliminary formation here refers to a formation that is not assigned a route in the original plan and is scheduled to be detained all day in the vehicle base.
  • These trains may be assigned as temporary trains, but should basically be detained in the depot. Therefore, it is desirable to return to the vehicle base within the operation organizing period.
  • Even in the case of preliminary organization when it is not necessary to return to the vehicle base within the operation organizing target period, it is expressed as the organization node shown in FIG.
  • the preliminary train there is a train composed of a train to which a vehicle owned by another company that needs to be returned to the original place within a predetermined period is assigned in addition to the train composed of the above-mentioned temporary train.
  • FIG. 5 (b) includes a spare formation node, a spare termination node, a spare train node, a connection link, a termination link, and a train node.
  • the spare knitting node is a node representing spare knitting, and one spare knitting node is set for one spare knitting.
  • the station has a station adjacent to the detained vehicle base and the start time and end time of the time zone in which the preliminary train can be drawn from the vehicle base as attributes.
  • the spare train node is a node representing spare operation, and is set by the number of spare trains. It has a station adjacent to the vehicle base and a start time and an end time of a time zone in which the vehicle can be stored in the vehicle base as attributes.
  • the spare termination node is a node representing the end of the path of the preliminary organization. It has an organization name or organization ID that uniquely identifies the preliminary organization and a station adjacent to the vehicle base as attributes.
  • connection link is a link that connects the spare train node and the spare train node, the spare train node and the spare end node, the spare train node and the train node, and the train node and the spare train node. Create as follows.
  • connection link from the spare train node to the spare train node has the same attribute value as the adjacent station of the depot, create a link from the spare train node to the spare train node To do.
  • This connection link is set with a weight that is more easily selected when selecting a solution than other connection links.
  • a route including only three nodes, ie, a spare train node, a spare train node, and a spare terminal node, indicates that the spare train is detained at the depot as it is.
  • connection link between the train node and the spare train node consists of the train station attributes of the first departure station, first departure time, last stop station, last arrival time, the train station adjacent to the train base attribute of the spare train node, and the vehicle base. Based on the start time and end time of the time zone in which the spare train can be pulled out from, the link is created from the spare train node to the train node so that the time and place are connected.
  • connection link between the train node and the spare train node is the same at the train station's terminal station and the adjacent train station as the attribute of the spare train node, and the train node's terminal time is the attribute of the spare train node.
  • a link is created from a train node to a spare train node when it falls within a certain vehicle storage time zone.
  • Termination link is a link from the spare termination node to the spare train node if the spare termination node and the spare train node have the same value as the adjacent station of the vehicle base. Create It is created only from the spare terminal node to the spare train node, and no termination link from the spare terminal node to the other train node is created.
  • an operation pattern is created based on a change made by the user to the resource operation plan, and is reflected in the network model described above.
  • the operation pattern represents a conventional method of resource operation, and records partial changes that the user repeatedly makes to the resource operation plan.
  • operation patterns are classified into the following two types.
  • connection This is a pattern for designating train groups that are continuously assigned to one train. For example, if it is specified that train 7 is assigned after train 4 and then train 9 is assigned, train 4, train 7 and train 9 are all assigned to the same organization in the specified order. It means that no other trains are assigned in the meantime.
  • the operation pattern is stored in the history information 4.
  • the history information 4 will be described with reference to FIG.
  • the history information 4 includes a target line section 81, a pattern type 82, and an operation pattern 83.
  • the target line 81 is a line name or line ID for uniquely identifying the line to which the operation pattern is applied.
  • a line section here is a line which manages the operation of a train collectively.
  • the pattern type 82 is a pattern name or a pattern ID for uniquely identifying the operation pattern classification.
  • the operation pattern 83 is detailed information of the operation pattern. Specifically, when the operation pattern is the above-mentioned “connection”, the train name or the train ID for uniquely identifying the target train and the order relation of the target trains are stored. An example in which the example shown in the above operation pattern “connecting” is stored in the history information is shown in the record 84. When the operation pattern is the above-mentioned “exchange”, the train name or train ID for uniquely identifying the target train is stored. An example in which the example shown in the above operation pattern “exchange” is stored in the history information is shown in a record 85.
  • a resource management plan is created using the network model as described above. The details of the procedure for creating a resource management plan are described below.
  • step S201 the operation schedule reading unit 1003 reads the operation information 1 stored in the storage unit 1100.
  • step S202 the network creation unit 1005 creates the network model shown in FIG. 5 based on the operation information read in S201. Details of the procedure for creating the network model will be described later with reference to FIG.
  • step S203 the operation history reading unit 1004 reads the history information 4 stored in the storage unit 1100.
  • step 204 the operation history reading unit 1004 proceeds to create a resource operation plan (step S206) when there is no history information, and proceeds to reflect the operation pattern (step S205) when there is history information.
  • step S205 the operation pattern creation unit 1008 changes the network model created by the network creation unit in S202 based on the operation history read by the operation history reading unit 1004 in S203.
  • the change method is shown below. (1)
  • a node representing the target train is extracted, and a value that can be easily selected is set as the weight of the link connecting the nodes. For example, when a resource management plan is created by searching for a path with the smallest possible network link weight, a value smaller than the currently set value is set as the weight between nodes of the target train.
  • the nodes to be represented are extracted (referred to as a pre-operation train node and a post-operation train node, respectively).
  • the link weight between the previous operation train node of the other target train and the train node of the target train, and the link between the post-operation train node of the other target train and the train node of the target train Is set to a value at which the link is more easily selected than the currently set value.
  • the target train is the first on the route, instead of the previous operation train node, a train node having a connection link with the target train node is extracted, and if the target train is the last on the route, the post-operation train Similar processing is performed by extracting a terminal node having a connection link with the target train node instead of the node.
  • a link with a smaller weight is likely to be selected.
  • a node representing the train 2 is extracted from the network model as a previous operation train node of the train 5, and the extracted node (in this case, the train 2 is selected).
  • the weight of the connection link from the node to the node representing the train 3 is changed to a value smaller than the currently set value.
  • a node representing train 7 is extracted from the network model as a post-operation train node of train 5, and the weight of the connection link toward the node extracted from the node representing train 3 (here, the node representing train 7) is currently set. Change to a value smaller than the current value.
  • the weight of the connection link is changed with respect to the train 3, but since the train 3 is the first train on the route, the node representing the formation C is extracted instead of the previous operation train, and the extracted node (here, the formation)
  • the weight of the connection link from the node representing C to the node representing the train 5 is changed to a value smaller than the currently set value.
  • a node representing train 6 is extracted as a post-operation train node of train 3, and the weight of the connection link going to the node extracted from the node representing train 5 (here, the node representing train 5) is currently set. Change to a smaller value.
  • step S206 the plan creation unit 1006 creates a resource operation plan based on the network model created by executing S201 to S0205 or the network model created by executing S205 after S209. A detailed procedure will be described below with reference to FIG.
  • step S207 the plan creation unit 1006 presents the plan created in S206 to the user.
  • step S208 the plan creation unit 1006 determines whether or not the user has instructed the end of plan creation. When the end is instructed, the plan creation result so far is stored in the storage unit 1100, and a series of processing is performed. If it is determined that the end is not instructed, the process proceeds to accepting a change in step S209.
  • step S209 the change receiving unit 1008 receives a change from the user with respect to the plan presented to the user by the plan creating unit 1006 in S207, generates history information, and stores the history information in the history information 4 of the storage unit 1100.
  • the configuration of the change acceptance screen will be described with reference to FIG.
  • the reception screen includes a screen frame 71, a vehicle allocation diagram 72, a connection designation button 73, an exchange designation button 74, and a pattern setting button 75. This reception screen is created by the change reception unit 1007 and displayed on the display unit 1200.
  • the screen frame 71 is a screen frame of the reception screen.
  • Vehicle allocation diagram 72 is a diagram showing the resource management plan created in S206. The details of the figure are as described in the explanation of FIG. The user designates the train to be changed through this figure.
  • the link designation button 73 is a button for the user to designate that the type of operation pattern is “connect”.
  • the exchange designation button 74 is a button for the user to designate that the operation pattern type is “exchange”.
  • the pattern setting button 75 is a button for the user to instruct to generate an operation pattern.
  • An example of the operation pattern “Tsunagi” is shown in FIG.
  • the train 7 and the train 9 are assigned to one train, the corresponding train is designated as in the input 76 and the input 77, and then the connection designation button 73 is pushed down.
  • the pattern setting button 75 is pressed down.
  • the designation of the train and the depression of the button are accepted through an input device such as a mouse or a touch pen.
  • FIG. An example of the operation pattern “exchange” is shown in FIG.
  • the corresponding train is designated as in the input 78 and the input 79, then the exchange designation button 74 is pressed down, and finally the pattern setting button 75 is selected. Press down.
  • the designation of the train and the depression of the button are accepted through an input device such as a mouse or a touch pen.
  • FIG. 8 is used to show the network model generation procedure of S202.
  • step S601 the network creation unit 1005 reads the route information 3 stored in the storage unit 1100.
  • step S602 the network creation unit 1005 reads the resource information 2 stored in the storage unit 1100.
  • step S603 the network creation unit 1005 divides the route information read in S601 into trains, creates a train node for each train, extracts attributes of each train from the route information, and extracts the train information of the train. Assign to a node.
  • the details of the train node and the attributes assigned to the train node are as described in the description of the network model shown in FIG.
  • the identification information used as the train name of the train on the route information is given as the identification information of the train node of the train.
  • step S604 the network creation unit 1005 creates a train node, a termination node, a spare train node, a spare train node, and a spare termination node based on the resource information read in S602. Add identification information and attributes. Details of these nodes (such as attributes of the nodes) are as described in the description of the network model shown in FIG.
  • step S605 the network creation unit 1005 selects one node from the nodes created in S603 and S604.
  • step S606 the network creation unit 1005 determines whether the node selected in S605 is a termination node or a backup termination node. If the node is a termination node or a backup termination node, the network creation unit 1005 proceeds to create a termination link in step S607. However, if it is not a spare end node, the process proceeds to the creation of a connection link in step S609.
  • step S607 and step S608 the network creation unit 1005 creates termination links (or spare termination nodes) as described below for the case where the node selected in S605 is a termination node and a spare termination node, respectively (S607). ) And termination link weight setting (S608).
  • step S607 an end link is created from the node selected in step S605 to the train node having the same end station as the “end station in the original plan” which is one of the attributes of the node (end link 1). Further, a termination link is created from the node selected in S605 toward the remaining train node (termination link 2).
  • step S608 weights are set for the termination link 1 and the termination link 2 created in step S607. Here, a weight value is set for the end link 1 so that it is easier to select than the end link 2 in the creation of the resource operation plan.
  • step S607 a standby train node in which the “station adjacent to the vehicle base” held as the attribute is the same as the node selected in S605 is extracted, and the terminal link is selected from the node selected in S605 toward the extracted node.
  • a weight is set for the termination link created in S607.
  • a weight value is set for the termination link so that it can be more easily selected in the creation of the resource operation plan than the other links connected to the backup termination node.
  • step S609 the network creation unit 1005 creates a connection link from the node selected in S605 to a node that can be connected based on the comparison of the start station, start time, end station, and end time. The details are as described in the description of the network model shown in FIG.
  • step S610 the network creation unit 1005 sets a weight for the connection link created in S609.
  • a weight value is set so that it can be easily selected in the creation of the resource management plan.
  • step S611 the network creation unit 1005 determines whether or not the processing of S607 to S608 or S609 to S610 has been performed on all the nodes created in S603 and S604, and if so, ends the series of processing. If not, the process proceeds to S605.
  • step S901 the plan creation unit 1006 temporarily excludes the spare formation node, the spare train node, and the spare end node from the network model created by the series of processing in S205 after S201 to S205 or S209. . This is to create a plan so that the spare organization is not used as much as possible.
  • step S902 the plan creation unit 1006 temporarily excludes the end link whose weight is greater than a certain value from the network model of the processing result in S901. This is to create a plan so that the end station of the route of each train is the same as the original plan.
  • step S903 the plan creation unit 1006 creates a circuit (that is, a route returning to the departure node without passing through any node other than the departure node more than once) based on the network model of the processing results of steps S901 to S902.
  • the circuit created here is a closed circuit starting from a knitting node and returning to the knitting node from the shape of the network model, or starting from the spare knitting node and returning to the standby knitting node. .
  • step S904 the plan creation unit 1006 searches for a combination of traveling circuits (referred to as a forward circuit set) that covers all the nodes only once from the plurality of forward circuits created in step S903. That is, it searches for a solution of the following set partitioning problem. ⁇ Constant>
  • the objective function means obtaining a circuit set that minimizes the sum of the weights, and the condition (1) indicates that each node is included in only one circuit in the circuit set that is the solution.
  • the condition (2) means that there are as many tours as the number of trains included in the tour set as a solution. Note that a tour that includes two or more organization nodes may be generated in the tour created in S903, and therefore it is necessary to set the condition (2) so as not to select such a tour.
  • a condition that one organization is assigned to only one route may be added.
  • the organization is also expressed as a node. Is included in the above conditions.
  • Each of the tours included in the tour set obtained here is a route assigned to the train represented by the train node included in the tour.
  • step S905 the plan creation unit 1006 determines whether or not a solution has been obtained in the search in S904, and if it is obtained, proceeds to the determination in S906, and if not, proceeds to the determination in S910.
  • step S906 the plan creation unit 1006 determines whether the solution obtained in S904 includes a termination link having a weight greater than a certain value. If included, the process proceeds to S907. If not included, the process proceeds to S912. move on.
  • the constant value of the weight here is the same value as the constant value used in S902. This is a process for the purpose of determining whether or not the solution includes a composition in which the end station of the route is different from the end station of the original plan.
  • step S907 the plan creation unit 1006 stores the solution obtained in S904 in the storage unit 1100 as a resource operation plan candidate.
  • step S908 the plan creation unit 1006 determines whether or not S903 to S904 have been implemented, including the spare formation node, the spare train node, and the spare end node that were temporarily excluded in S901. If not, the process proceeds to S909, and if implemented, the process proceeds to S912.
  • step S909 the plan creation unit 1006 returns the spare node, spare train node, and spare terminal node excluded in S901 to the network model.
  • step S910 the plan creation unit 1006 determines whether or not steps S903 to S904 have been performed including the link temporarily excluded in step S902. If not, the process proceeds to step S911. move on.
  • step S911 the plan creation unit 1006 returns the link excluded in S902 to the network model.
  • step S912 the plan creation unit 1006 stores the solution obtained in S904 as a resource operation plan candidate in the storage unit 1100, and ends the series of processes.
  • Example 1 a maintenance work plan for resources such as inspection and cleaning is not considered.
  • the second embodiment shows an embodiment in the case where a resource operation plan is created including a maintenance work plan.
  • description of the same configuration as that of the first embodiment will be omitted, and differences from the first embodiment will be described.
  • FIG. 10 is an example of a network model of a resource operation plan including maintenance work. This network model is created by adding a maintenance work node representing maintenance work to the network model shown in FIG. 5 of the first embodiment.
  • Maintenance work node performs maintenance work, maintenance work name or maintenance work ID for uniquely identifying the maintenance work represented by the node, maintenance work required time, start time and end time of maintenance work time, and maintenance work It has a station adjacent to a possible depot as an attribute.
  • Maintenance work nodes are added by connecting maintenance work nodes and train nodes with connection links as shown below.
  • a resource management plan is created by obtaining a network model circuit created as described above. This process is shown in FIG.
  • the organization through the maintenance work node cannot be controlled only by creating a network model circuit. Therefore, in order to plan the maintenance work to be performed for the determined organization as much as possible, all the connection links to the maintenance work node are extracted from the tour route candidates including the train scheduled to carry out the maintenance work. Is set to a value that is more easily selected than other connection links.
  • the train nodes before and after connecting to the maintenance work node are extracted from the circuit including the maintenance work node (referred to as the front train node and the rear train node), and the end of the front train node is reached. It is determined whether the difference between the time and the start time of the rear train node is greater than the time required for the maintenance work. If the time difference is smaller than the required time as a result of the determination, the weight of the connection link that connects the front train node, the rear train node, and the maintenance work node is less likely to be selected than the currently set weight value. Set to.
  • the resetting of the above weights is performed after creating a candidate for a tour in S903 of the first embodiment (step S1101 in FIG. 11).
  • inspection exchange represents a pattern in which when the maintenance work scheduled to be performed on a certain organization cannot be executed, the work is transferred to another organization that needs to perform the same maintenance work most recently.
  • FIG. 12 is an example of an operation pattern reception screen for maintenance work.
  • the screen configuration is the same as in FIG. 7.
  • the symbol representing the maintenance operation is moved from the organization scheduled to perform the maintenance operation to another organization, so that the replacement source position and the replacement destination position are input.
  • the history information is generated by depressing the pattern setting button 122.
  • “Position” here is information indicating which train the maintenance work is performed before or after. Specifically, the train name or train ID for identifying the reference train and the reference train It is expressed by whether to do before or after.
  • FIG. 13 shows an example of history information.
  • the components of the history information are as described in FIG.
  • a record 131 shows an example of an operation pattern related to maintenance work.
  • the target line section 132 stores the line section that is the target of the operation pattern
  • the pattern type 133 stores “inspection transfer” indicating the transfer pattern of the maintenance work
  • the operation pattern 134 stores the operation pattern.
  • Work name or work ID that uniquely identifies the maintenance work that is the application target of the train
  • train name or train ID that uniquely identifies the transfer-source train
  • inspection location train name or train that uniquely identifies the transfer-destination train
  • the inspection execution position here is information that specifies whether the maintenance work is performed before or after the designated train.
  • SYMBOLS 1000 Resource operation plan creation assistance apparatus, 1001 ... Memory, 1002 ... Program, 1003 ... Operation schedule reading part, 1004 ... Operation history reading part, 1005 ... Network creation part, 1006 ... Plan creation part, 1007 ... Change reception part, 1008 ... Operation pattern creation unit, 1100 ... Storage unit, 1200 ... Display unit, 1201 ... Input unit, 1202 ... CPU, 1203 ... Communication unit, 1204 ... Data path

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Abstract

　資源の保守運用を考慮した資源運用計画の作成を支援する。資源運用計画作成支援装置は、運行スケジュールを読込み、読み込んだ運行スケジュールに含まれる各行程の始発場所から終着場所までの経路をそれぞれ一つのノードとして表わし、場所と時刻を基に連続して運転が可能な行程同士をリンクで接続することでネットワークモデルを作成する。さらに、作成したネットワークに予備資源を表すノードを追加し、予備資源の臨時利用や営業用資源の臨時使用休止を表すリンクを追加することでネットワークモデルを更新する。そして、予め与えられた条件（全ての行程に資源を割りつけるという条件）を満たすように、ネットワークモデルの各ノードを網羅するパス群を求めることで輸送サービスを実行する資源の運用計画を作成する。

Description

資源運用計画作成装置および資源運用計画作成方法
　資源運用計画作成支援装置、資源運用計画作成支援方法、および資源運用計画作成支援プログラムに関するものであり、具体的には、輸送サービスにおける資源の保守運用に関わる作業および資源割当の規則性を考慮した資源運用計画を作成することを可能とする技術に関する。
　鉄道や航空などの輸送サービスでは、運行スケジュールの管理と並行して、運行に用いる資源（車両、機体など）の保守作業計画も考慮する必要がある。例えば鉄道では、車両検査の周期が法的に定められており、列車への効率的な車両割当を行いつつ、検査周期を守るように検査作業を定期的に実施していかねばならない。このような資源の運用を考える計画のことを、以降、資源運用計画と呼ぶ。
鉄道における資源運用計画は、車両の形式や性能などの個々の車両の特性や、駅での折返しのタイミング、検査のために車両基地へ戻す時刻などを考慮しながら、膨大な組合せの中から列車に割当る車両を選択していかねばならず人手では困難な作業である。しかし、鉄道における資源運用計画の作成については、システム化がまだ進んでおらず、熟練者の経験を頼りに人手の作成が続けられている。
　これをうけて、資源運用計画の案を自動で作成する取組みが行われている。特許文献１および非特許文献１は、列車の運行乱れ時に乱れ回復のために変更された列車ダイヤを対象に、検査周期も考慮した資源運用計画を再作成する手段を有する。また、特許文献２は、予定外の検査作業を実施可能な箇所を、列車の接続間合いを基に見つけ、臨時の検査作業を挿入した資源運用計画を作成する手段を有する。また、特許文献３は、列車の折返しや列車に割当る車両に関して利用者から望ましいパターンを受付け、列車の接続に関する利用者の意図を考慮した資源運用計画を作成する手段を有する。
特開２０１０－５８７７１号 特開２００５－２５９０５２号 特開２００３－１５４９３９号
佐藤 圭介、福村 直登著　ダイヤ乱れ時の貨物機関車運用整理問題　IPSJ SIG Notes 2009(19), 141-144, 2009-02-26
　資源運用計画の作成では、上記のような車両の特性や運行スケジュールを満たすことのみでなく、車両運用の規則性（以降、運用パターンと呼ぶ）の確保も重要となってくる。例えば、鉄道の場合では、大きな検査を控えている車両は検査の前に予備車として車両基地に一日留置しておいたり、複数の車両間で走行距離や走行日数を平準化するために予備車として留置しておく期間をわざと計画に入れ込んだりといったことを行っている。このような規則性は、保守作業を周期通り実施するためだけでなく、保守作業や車両保管作業を行う上で現場が普段通りに作業を行えるようにするためにも重要な要素である。
　特許文献１、特許文献２、非特許文献１では、車両の運用計画を自動作成することを目的としており、車両運用の規則性、例えば車両の列車への割当の規則性を考慮していない。特許文献３は利用者から望ましいパターンを受付ける機能を持つが、予備車両は営業車両と同じとして捉えており、予備運用を含むような運用パターンは扱えない。
　また、予備車両の場合は、臨時に走行させてもその日のうちに車両基地に戻すことが重要な条件であることも少なくない。上記従来技術では、このような運用終了場所を指定する条件を扱うことができない。なお、相互乗り入れを実施している会社同士では他社の車両は原則としてその日のうちに他社に返さねばならないため、運用終了場所の条件は相互乗り入れ車両にも応用可能である。
　そこで、運用パターンを考慮した資源運用計画を作成する技術を提供する。
　資源運用計画作成方法は、　
　　輸送サービスの運行スケジュール情報を読み込むステップと、
　　運行スケジュール情報に基いて、当該運行スケジュールに含まれる複数の輸送行程各々について、当該輸送行程の始発場所、始発時間、終着場所、および終着時間を少なくとも属性として有するノードを作成し、各ノードの属性に基いて同じ輸送資源を用いて連続した運行が可能な運送行程を表すノード間を接続したパスを作成して、輸送行程のネットワークモデルを作成するステップと、
　　予備資源に関する情報を取得して、予備資源の保管場所および利用可能時間帯を少なくとも属性として有する予備資源ノードを作成してネットワークモデルに追加し、予備資源ノードの属性とネットワークモデルを構成する他のノードの属性とに基いて、予備資源を用いて運行が可能な運行行程を表すノードと予備資源ノードとを接続したパスをネットワークモデルに追加するステップと、
　ネットワークモデルを構成する予備資源ノード以外の各ノードに、一つ運送資源若しくは予備資源が割り当てられるような、複数のパスから構成されるパスの組み合わせを、ネットワークモデルから抽出するステップと、
　抽出された組み合わせについて、当該組み合わせを構成する複数のパスの各々に輸送資源または予備資源を割り当てることによって、輸送資源および予備資源の運用計画を作成して当該運用計画を出力するステップを有する。
　予備車両の運用や保守作業に関する規則性をはじめとする、運用パターンを考慮した資源運用計画を作成することができる。作業の規則性をできるだけ維持することで、作業の安全性を考慮した資源運用計画を作成することができる。
資源運用計画作成支援装置の構成例を示す図である。 資源運用計画作成支援装置の基本的な動作の処理手順例を示すフローチャートである。 列車の運行スケジュールの例を示す図である。 車両の運用計画の例を示す図である。 運用計画を表すネットワークモデルの例を示す図である。 予備用運用を表すネットワークモデルの例を示す図である。 利用者の履歴情報レコードの構成例とそのレコードに属するデータ例を示す図である。 運用パターンの受付画面の例を示す図である。 運用パターンの受付画面の例を示す図である。 ネットワークモデルの作成手順の一例を示すフローチャートである。 運用計画の作成手順の一例を示すフローチャートである。 運用計画を表すネットワークモデルの例を示す図である。 運用計画の作成手順の一例を示すフローチャートである。 運用パターンの受付画面の例を示す図である。 利用者の履歴情報レコードの構成例とそのレコードに属するデータ例を示す図である。
　以下、本発明の実施例について、鉄道における車両運用を例に、図面を参照して説明する。
　図１は、資源運用計画作成支援装置の構成例を示すブロック図である。
資源運用計画作成支援装置１０００は、メモリ１００１、記憶部１１００、表示部１２００、入力部１２０１、中央演算処理装置（ＣＰＵ）１２０２、通信部１２０３、およびこれらを接続するデータバス１２０４から構成される。
　表示部１２００は、ディスプレイなどであり、資源運用計画作成支援装置１０００による処理の実行状況や実行結果などの利用者への情報を表示する。入力部１２０１は、キーボードやマウスなどのコンピュータに指示を入力するための装置であり、利用者からの入力を受付ける。中央演算処理装置（ＣＰＵ）１２０２は、メモリ１００１に格納される各種プログラムを実行する。通信部１２０３は、ＬＡＮ（Local Area Network）などを介して、他の装置と各種データやコマンドを交換する。記憶部１１００は、資源運用計画作成支援装置１０００が処理を実行するための各種データを保存する。メモリ１００１は、資源運用計画作成支援装置１０００が処理を実行する各種のプログラム１００２および一時的なデータを保持する。
　記憶部１１００には、資源情報２、行路情報３、履歴情報４、および運行情報１が格納される。
　メモリ１００１には、プログラム１００２として、運行スケジュール読込部 １００３、操作履歴読込部 １００４、ネットワーク作成部 １００５、計画作成部１００６、変更受付部 １００７、運用パターン作成部１００８が格納される。
　運行スケジュール読込部１００３は、記憶部１１００に格納された運行情報１を読込む。
　操作履歴読込部１００４は、記憶部１１００に格納された、利用者の履歴情報４を読込む。
　ネットワーク作成部１００５は、運行スケジュール読込部１００３で読込んだ運行情報と操作履歴読込部１００４で読込んだ履歴情報を基に、資源運用計画を表すネットワークモデルを作成する。このネットワークモデルに関しての詳細は図５において説明する。
　計画作成部１００６は、ネットワーク作成部１００５で作成したネットワークモデルを基に制約条件を作成し、作成した制約条件を満たすように資源運用計画を作成し、作成した資源運用計画を表示部１２００を介して利用者に提示する。
　変更受付部１００７は、計画作成部１００６が利用者に提示した資源運用計画に対する変更を入力部１２０１を介して利用者から受け付ける。
　運用パターン作成部１００８は、操作履歴読込部１００４が読み込んだ履歴情報４若しくは変更受付部１００７で受け付けた変更を基に、ネットワーク作成部１００５で作成したネットワークモデルを変更し、資源運用計画の変更箇所を表す情報を履歴情報４に追加する。
　図２は、資源運用計画作成支援装置１０００の基本的な動作手順例を示すフローチャートである。まず、動作手順についてフローチャートの概要を説明する。
　運行スケジュール読込部１００３は、記憶部１１００に格納された運行情報１を読込む（ステップＳ２０１）。
　ネットワーク作成部１００５は、Ｓ２０１で読込んだ運行スケジュールを基に、車両などの輸送機材の運用計画を表すネットワークモデルを作成する（ステップＳ２０２）。ここで作成するネットワークモデルに関しては、以降、図５の説明で、ネットワークモデルの作成方法に関しては、以降、図８の説明で詳細を述べる。
　操作履歴読込部１００４は、記憶部１１００に格納された利用者の履歴情報４を読込み（ステップＳ２０３）、履歴情報があるかどうかを判定する（ステップＳ２０４）。履歴情報がある場合は運用パターンの反映（ステップＳ２０５）に進み、履歴情報がない場合は資源運用計画の作成（ステップＳ２０６）に進む。
　運用パターン作成部１００８は、Ｓ２０４からの続きであれば、Ｓ２０３で読込んだ履歴情報に含まれる操作履歴を基にＳ２０２で作成したネットワークモデルを変更し、Ｓ２０９からの続きであれば、Ｓ２０９で変更を受付けた変更を基に最新バージョンのネットワークモデルを変更する（ステップＳ２０５）。ネットワークモデルの変更手順に関しては、以降、図８の説明で詳細に述べる。
　計画作成部１００６は、Ｓ２０１～Ｓ２０５の一連の手順で作成したネットワークモデルを基に輸送計画問題として定式化した数理モデルを生成し、数理モデルによって表された条件を満たす資源運用計画を作成する（ステップＳ２０６）。ここで作成する数理モデルおよび計画作成手順に関しては、図９の説明で詳細に述べる。
　計画作成部１００６は、Ｓ２０６で作成した資源運用計画結果を表示部１２００を介して利用者に提示する（ステップＳ２０７）このとき、Ｓ２０６で複数の計画結果を作成した場合はその全てを表示する。
　計画作成部１００６は、利用者から終了の指示があるかどうかを判定し（ステップＳ２０８）、終了の指示がある場合は一連の処理を終了し、終了の指示がない場合は計画結果に対する変更の受付（ステップＳ２０９）に進む。
　計画作成部１００６は、入力部１２０１を介して、Ｓ２０７で提示した計画結果に対する変更を利用者から受付け（ステップＳ２０９）、Ｓ２０５に進む。
　以降、本実施例で取扱う情報を説明し、その後、資源運用計画作成支援装置１０００の各処理部の詳細を説明する。
　運行情報１は、輸送サービスの最小単位ごとにその行程を定義したものである。例えば、鉄道における輸送サービスの最小単位は列車であり、始発駅から終着駅までに電車が停車または通過する駅、各駅の到着時刻・出発時刻または通過時刻により定義される。
　資源情報２は、輸送サービスに用いる輸送機材を定義する。例えば、鉄道における資源情報は車両を定義する情報である。具体的には、車両を一意に識別するための車両名称または識別番号、運行当日に実施予定の保守作業（検査や清掃など）の有無、保守作業の実施可能時刻、保守作業の実施場所、車両に割当られている輸送サービス（鉄道では列車に相当）を一意に識別するための行路識別番号によって構成される。
　行路情報３は、１つの輸送機材が、輸送サービスの最小単位をどのような順序で実行していくかを定義する。例えば鉄道では、車両の折り返し運転や車両基地への格納・引き出しを考慮して、一つの車両に割当る列車情報を列挙したものが行路情報である（図３参照）。ここでの列車情報とは、列車を一意に識別する列車名称または列車ＩＤである。例えば図３では、四車両各々にどのように列車が割り当てられているかが表されている。即ち列車１、列車４および列車８に一つの車両が、列車２、列車５、列車７および列車９に別の一つの車両が、列車３および列車６に別の一つの車両が、そして列車１０に別の一つの車両が各々割り当てられている。
　履歴情報４は、資源運用計画作成支援装置１０００が作成した計画結果に対して利用者が過去に加えた変更の履歴である。項目の詳細に関しては、以降、ステップＳ２０９「変更の受付」の説明にて示す。
　以降、図３～図４を用いて、本実施例で対象とする業務について説明し、図５を用いて、資源運用計画のモデルを示し、図７～図９を用いて、資源運用計画作成支援装置１０００の各処理部の詳細と動作を説明する。　本実施例では、本発明の適用例として、鉄道の運行が乱れた際に行われる車両運用整理という業務を想定する。車両運用整理とは、事故や車両故障などにより列車の運行スケジュールが急遽変更となった際に、変更された運行スケジュールに合わせて列車への車両の割当を変更する業務である。車両の割当の変更手段は、折返し駅で割り当てる列車を変更する手段と、車両基地に留置してある予備列車を臨時に引き出す手段と、臨時に車両基地へ車両を格納する手段などがある。また、車両には、走行キロと走行日数に応じて定期的な検査の実施が法で義務付けられている。車両運用整理では、検査周期を超えないように決められた検査を実施することも考慮に入れて、上記のような手段を組合せて車両の割当を変更する。
＜業務の説明＞
　図３と図４に、鉄道の輸送サービスで用いる図表の説明と、本実施例で例として用いるデータを示す。
　図３は、列車の運行スケジュールを表す図である。図３の初期図は、運行情報１を基に作成され、Ｓ２０６「資源運用計画の作成」を実施後は、図３は計画作成結果を基に作成される。
　縦軸３１は駅を表し、横軸３２は時刻を表す。
　列車の始発駅から終着駅までを時刻に従って線を引くことで一つの列車を表す（以降、列車スジと呼ぶ）。例えば、太線３３は、６時ごろに駅Ｃを始発し、６時３０分ごろに駅Ａに終着する一つの列車を表す。
　線分３４のように２本の列車スジをつなぐ線分は、一つの車両に割当る列車群を表す。例えば、図３の例では、列車１と列車４と列車８が一連の列車群としてつながれており、これらの順に一つの車両が走行することを意味する。
　記号３５のように「○」で表された記号は、車両を車両基地から引き出すタイミングを表す。例えば、記号３５は、列車１の出発に合わせて駅Ｃに隣接する車両基地から車両を引き出すことを表す。
　記号３６のように「△」で表された記号は、車両を車両基地へ格納するタイミングを表す。例えば、記号３６は、列車６が到着した後に、列車６に割当ていた車両を駅Ａに隣接する車両基地へ格納することを表す。　図４は、各編成への列車の割り当てを表す図である。なお、編成とは、列車へ割り当てる複数の車両のまとまりを意味するものである。図４の初期図は、資源情報２と行路情報３を基に作成され、Ｓ２０６「資源運用計画の作成」を実施後は、図４は計画作成結果を基に作成される。図４は、横軸４１、編成名称４２、割当情報４３で構成される。
　軸４１は時刻を表す。
　編成名称４２は、編成を一意に識別するための名称を表す。
　割当情報４３は、編成４２に示された編成に対する列車の割当を表す。割り当てる各列車を一つの横棒で表し（例えば横棒４４）、横棒の近くに列車名称を表示する（例えば列車名称４５）。また、清掃や検査などの保守作業が予定されている編成の場合は、予定されている作業を表す記号を表示する。例えば、記号４６は、編成Ｃが列車６として走行した後、検査Ａという保守作業を実施予定であることを表している。
　レコード４７を一例に、ここに表されている一連の行路情報を説明する。レコード４７は、編成Ｃに割当られた行路を表しており、編成Ｃは、列車３として走行後に、列車６として走行し、検査Ａという作業を実施された後、列車１０として走行することを表している。なお、図３を見ると、列車６は、走行後に、駅Ａに隣接する車両基地に格納され、列車１０は、車両基地Ａに隣接する車両基地から引き出されることになっている。よって、編成Ｃは、列車３と列車６を走行後に車両基地に一旦格納された後、再び車両基地から引き出されて列車１０として走行すると読み取ることができる。＜ネットワークモデル＞
　図５は、本発明で用いる資源運用計画のネットワークモデルを表す。図５（ａ）に、運行情報を表すネットワークモデルを示し、図５（ｂ）に、予備運用を表すネットワークモデルを示す。図５（ａ）と図５（ｂ）は説明の便宜上、２つに分けて示すが、資源運用計画の作成に際しては、これらを統合して１つのネットワークモデルとして扱う。
　なお、図５に示した例は、見易くするためにいくつかのリンクを省略して記載している。
　図５（ａ）は、行路として作成し得る候補を表すネットワークモデルであり、編成ノード、列車ノード、終端ノード、接続リンク、終端リンクで構成される。
　（１）編成ノード
　編成ノードは、行路が割当られている編成を表すノードである。一つの編成につき一つの編成ノードを設定する。編成ノードは、編成を利用可能な時間帯の開始時刻、編成を利用可能な時間帯の終了時刻、運用開始時に留置されている位置（留置されている車両基地の隣接駅または留置駅）、元計画の行路の開始駅、および元計画の行路の終着駅を属性として持つ。
　（２）列車ノード
　列車ノードは、運行スケジュールに含まれる列車を表す。一つの列車につき一つの列車ノードを設定する。列車ノードは列車の始発駅、終着駅、始発時刻、および終了時刻を属性として持つ。
　（３）終端ノード
　終端ノードは行路の終端を表す。一つの編成につき一つの終端ノードを設定する。終端ノードは、編成を一意に識別する編成名称または編成ＩＤと、元計画で計画されていた行路の終着駅を属性として持つ。例えば、終端ノード５１は、編成Ａの行路の終端を表すものとする。図４に示した例では、編成Ａの元計画の行路の終端は列車８であり、図３に示した例では、列車８は駅Ａで終着する。よって、終端ノード５１の終着駅の属性の値は「駅Ａ」である。
　（４）接続リンク
　接続リンクは、列車ノード間、編成ノードと列車ノードの間、列車ノードと終端ノードの間を結ぶ有向リンクであり、それぞれ以下のように作成する。
　（列車ノード間の接続リンクの張り方）
　列車ノード間の接続リンクは、列車ノードが表す列車の始発駅と始発時刻と終着駅と終着時刻を基に、時刻と駅の接続が成り立つように作成する。例えば、列車ノード５３は列車１を表しており、始発駅は駅Ｃ、終着駅は駅Ａ、始発時刻は６時、終着時刻は６時半となる。また、ノード５４は列車４を表しており、始発駅は駅Ａ、終着駅は駅Ｃ、始発時刻は６時４０分、終着時刻は７時５分となる。これら２つの列車ノードを比較すると、ノード５３の終着駅はノード５４の始発駅と等しいため場所の接続が成り立つ。かつ、ノード５３の終着時刻はノード５４の始発時刻よりも早いため、時刻の接続が成り立つ。よって、ノード５３からノード５４への接続リンクを作成することができる。同様に、ノード５３から、列車５を表すノード、列車３を表すノード、列車１０を表すノードそれぞれに向かって接続リンクを作成することができる。
　元の資源運用計画で同一編成に連続して割当られている列車間の接続リンクには、それ以外の接続リンクよりも解として選ばれやすい重みを設定する。例えば、詳細は後述するが、本実施例では、図５に示したネットワーク上のリンクの重みが小さくなるような巡回路を探索することで行路を作成する。よって、元の資源運用計画で同一編成に連続して割り当てられている列車間の接続リンクには小さい値の重みを設定する。これにより元の計画からの変更ができるだけ少ない計画を得ることができる。尚、以降、接続リンクとして選ばれやすい重みと述べた時には、同様の意味である。
　（列車ノードと編成ノードの間の接続リンクの張り方）
　列車ノードと編成ノードの間の接続リンクは、列車ノードが表す列車の始発駅と始発時刻と終着駅と終着時刻と、編成ノードが表す編成の利用可能な時間帯の開始時刻と終了時刻と運用開始時の編成の位置を基に、時刻と場所の接続が成り立つように作成する。例えば、編成ノード５２の表す編成（編成Ａ）の利用可能時間帯は６時であり、開始位置は駅Ｃであるため、編成ノード５２から、６時以降に駅Ｃを始発する列車を表す列車ノードへ向かって接続リンクを作成する。つまり、列車１、列車２、列車６、列車８をそれぞれ表す列車ノードへ向かって接続リンクを作成する。
　元の資源運用計画と同じ割当を示す接続リンクに対しては、それ以外のリンクよりも解として選ばれやすい重みを設定する。
　（列車ノードと終端ノードの間の接続リンクの張り方）
　列車ノードと終端ノードの間の接続リンクは、行路の最終列車として設定可能な列車ノードから終端ノードへ向かって作成する。行路の最終列車として設定可能な列車は、基本的には車両基地に隣接する駅または駅構内に翌日まで留置できる駅を終着駅とする列車である。そうでない場合は、車両基地へ車両を格納するために回送を走らせることになるため望ましくない。
　元の計画で行路の終端となっている列車を表す列車ノードと終端ノードを接続する接続リンクに対しては、それ以外のリンクよりも解として選ばれやすい重みを設定する。
　（５）終端リンク
　終端リンクは、編成が元の資源運用計画で予定されていた地点で行路を終了するように制約をかけるためのリンクである。終端リンクは、一つの終端ノードから全ての編成ノードに向かってリンクを作成し、行路終了地点の制約を基に重みを設定する。つまり、終端ノードが保持している元の資源運用計画上の終着駅の値と、編成ノードが保持している当該資源運用計画上の終端駅の値を比較し、同じであれば、該当する終端ノードと該当する編成ノードとを結ぶ終端リンクには、該当する終端ノードから他の編成ノードへのびる終端リンクより選択されやすくなるよう、重み値を設定する。
　例えば、より小さな重みのリンクが選ばれやすい場合を想定する。このとき、終端ノード５１は編成Ａの行路の終端を表しており、元計画の終着駅は駅Ａである。編成Ａを表すノードは編成ノード５２であり、元計画の終着駅は駅Ａである。終端ノード５１の終着駅と編成ノード５２の終着駅が同じなので、終端ノード５１と編成ノード５２を結ぶ終端リンクには、終端ノード５１から他の編成ノードへ延びるリンクよりも小さい値を設定する。また、終端ノード５５は、編成Ｂの行路の終端を表しており、図４より、編成Ｂの行路の終端は列車９なので、終着駅は駅Ｃとなる。編成Ｃの行路の終端も駅Ｃなので、終端ノード５５は、編成Ｂを表す編成ノード５７との終端リンクと、編成Ｃを表す編成ノード５８との終端リンクの両方のリンクに対して同じ値の重みを設定する。この終端リンクの重みの設定により、行路の最後に割当られた列車が元の資源運行計画と異なる場合でも、終着駅は同じとなる列車が割当られる可能性を高めることができる。
　図５（ｂ）は、予備編成を表すネットワークモデルである。ここでの予備編成とは、元の計画では行路が割当られておらず、車両基地内に一日中留置される予定の編成を指す。これらの編成は、臨時列車として行路を割当られることもあるが、基本的には車両基地内に留置しておくべきものである。よって、運用整理対象期間内に車両基地に戻すことが望ましいものとする。もし、予備編成であっても、運用整理対象期間内に車両基地に戻す必要がない場合は、図５（ａ）に示した編成ノードとして表現するものとする。尚、予備編成の一例としては、上述の臨時列車から構成される編成の他、所定期間内に元の場所に戻す必要がある他社が所有する車両が割り当てられる列車から構成される編成がある。
　図５（ｂ）は、予備用編成ノード、予備用終端ノード、予備用列車ノード、接続リンク、終端リンク、列車ノードから成る。
　列車ノードについては図５（a）で説明したとおりである。
　（１）予備用編成ノード
　予備用編成ノードは予備編成を表すノードであり、一つの予備編成につき一つの予備用編成ノードを設定する。留置されている車両基地に隣接する駅と、車両基地から予備編成を引き出すことができる時間帯の開始時刻と終了時刻を属性として持つ。
　（２）予備用列車ノード
　予備用列車ノードは予備運用を表すノードであり、予備編成の数だけ設定する。車両基地に隣接する駅と、車両基地へ車両を格納することができる時間帯の開始時刻と終了時刻を属性として持つ。
　（３）予備用終端ノード
　予備用終端ノードは予備編成の行路の終了を表すノードである。予備編成を一意に識別する編成名称または編成ＩＤと、車両基地に隣接する駅を属性として持つ。
　（４）接続リンク
　接続リンクは、予備用編成ノードと予備用列車ノード、予備用列車ノードと予備用終端ノード、予備用編成ノードと列車ノード、列車ノードと予備用列車ノードを結ぶリンクであり、以下のように作成する。
　（予備用編成ノードと予備用列車ノードの接続リンクの張り方）
　予備用編成ノードから予備用列車ノードへの接続リンクは、車両基地の隣接駅として保持しているそれぞれの属性値が同じであれば、予備用編成ノードから予備用列車ノードへ向かってリンクを作成する。この接続リンクには他の接続リンクよりも、解の選択時に選ばれやすい重みを設定する。
　（予備用列車ノードと予備用終端ノードの接続リンクの張り方）
　予備用列車ノードから予備用終端ノードへの接続リンクは、車両基地の隣接駅として保持しているそれぞれの属性値が同じであれば、予備用列車ノードから予備用終端ノードへ向かってリンクを作成する。予備用終端ノードへの接続リンクは、この予備用列車ノードからのリンクのみとする。
　なお、予備用編成ノード、予備用列車ノード、予備用終端ノードの３つのノードのみを含む行路は、予備編成をそのまま車両基地に留置することを表す。
　（予備用編成ノードと列車ノードの接続リンクの作成）
　列車ノードと予備用編成ノード間の接続リンクは、列車ノードの属性である始発駅と始発時刻と終着駅と終着時刻と、予備用編成ノードの属性である車両基地に隣接する駅と、車両基地から予備編成を引き出すことができる時間帯の開始時刻と終了時刻を基に、時刻と場所の接続が成り立つように、予備用編成ノードから列車ノードへ向かってリンクを作成する。
　（列車ノードと予備用列車ノードの接続リンクの張り方）
　列車ノードと予備用列車ノードの接続リンクは、列車ノードの終着駅と予備用列車ノードの属性である車両基地と隣接する駅が等しく、かつ列車ノードの終着時刻が、予備用列車ノードの属性である車両格納可能時間帯におさまっている場合に、列車ノードから予備用列車ノードへ向かってリンクを作成する。
　（５）終端リンク
　終端リンクは、予備用終端ノードと予備用編成ノードそれぞれが車両基地の隣接駅として保持している値が同じであれば、予備用終端ノードから予備用編成ノードへ向かってリンクを作成する。予備用終端ノードから予備用編成ノードへのみ作成し、予備用終端ノードから他の編成ノードへの終端リンクは作成しない。
　上述のように、予備用終端ノードには予備用列車ノードからの接続リンクしか作成せず、予備用終端ノードからは予備用編成ノードへの終端リンクしか作成しない。これにより、予備用編成ノードを出発点とする巡回路を求めることで、予備編成を臨時に使用しても予備として留置していた車両基地へ必ず帰着させる計画を作成することができる。
＜運用パターン＞
　本実施形態では、利用者が資源運用計画に加えた変更を基に運用パターンを作成し、上述のネットワークモデルに反映する。運用パターンとは、資源の運用方法の常套手段を表すものであり、利用者が資源運用計画に対して繰り返し行う部分的な変更を記録したものである。本発明では、運用パターンを以下の２種類に分類して扱う。
　（１）つなぎ
　一つの編成に対して連続して割当る列車の組を指定するパターンである。例えば、列車４の後に列車７を割り当て、次に列車９を割り当てる、という指定がされた場合は、列車４と列車７と列車９は全て指定された順序で同じ編成に割り当て、これらの列車の間には他の列車は割り当てないことを意味する。
　（２）交換
　２つの編成の間で、それぞれに割当られている列車を交換するパターンである。例えば、列車５は編成Ｂに割当られており、列車３は編成Ｃに割当られており、列車５と列車３を交換するという指定がされた場合、列車５は編成Ｃに割当、列車３は編成Ｂに割当ることを意味する。
　運用パターンは履歴情報４に格納される。履歴情報４を、図６を用いて説明する。
　履歴情報４は、対象線区８１、パターン種類８２、運用パターン８３で構成される。
　対象線区８１は、運用パターンを適用する線区を一意に識別するための線区名称あるいは線区ＩＤである。ここでの線区とは、列車の運行を一括して管理する路線のことである。
　パターン種類８２は、運用パターンの分類を一意に識別するためのパターン名称あるいはパターンＩＤである。
　運用パターン８３は、運用パターンの詳細情報である。具体的には、運用パターンが上述の「つなぎ」であった場合は、対象となる列車を一意に識別する列車名称あるいは列車ＩＤと、対象となるそれらの列車の順序関係を格納する。上述の運用パターン「つなぎ」に示した例を履歴情報に格納した例をレコード８４に示す。また、運用パターンが上述の「交換」であった場合は、対象となる列車を一意に識別する列車名称あるいは列車ＩＤを格納する。上述の運用パターン「交換」に示した例を履歴情報に格納した例をレコード８５に示す。
　これらの運用パターンの受付方法は、以降、図２のステップＳ２０９「変更の受付」の説明において示す。
　本実施形態では、以上のようなネットワークモデルを用いて資源運用計画を作成する。以降、資源運用計画を作成する手順の詳細を示す。
　図２を用いて、資源運用計画作成支援装置１０００の処理手順の詳細を説明する。
　ステップＳ２０１において、運行スケジュール読込部１００３は、記憶部１１００に格納された運行情報１を読込む。
　ステップＳ２０２において、ネットワーク作成部１００５は、Ｓ２０１で読込んだ運行情報を基に、図５に示したネットワークモデルを作成する。ネットワークモデルの作成手順の詳細は、以降で図８を用いて説明する。
　ステップＳ２０３において、操作履歴読込部１００４は、記憶部１１００に格納された履歴情報４を読込む。
　ステップ２０４において、操作履歴読込部１００４は、履歴情報がない場合は資源運用計画の作成（ステップＳ２０６）に進み、履歴情報がある場合は運用パターンの反映（ステップＳ２０５）に進む。
　ステップＳ２０５において、運用パターン作成部１００８は、Ｓ２０３で操作履歴読込部１００４が読込んだ操作履歴を基に、Ｓ２０２でネットワーク作成部が作成したネットワークモデルを変更する。変更方法を以下に示す。
（１）運用パターン「つなぎ」の場合
　対象列車を表すノードを抽出し、それぞれのノード間を結ぶリンクの重みに選択されやすい値を設定する。例えば、ネットワークのリンクの重みができるだけ小さいパスを探索することで資源運用計画を作成する場合、対象列車のノード間の重みに現在設定されている値より小さい値を設定する。
（２）運用パターン「交換」の場合
　対象列車となる２つの列車について、対象列車を表すノードと、対象列車と同一編成に割当られている列車のうち対象列車の前後に割当られている列車を表すノードを抽出する（それぞれ、前運用列車ノード、後運用列車ノードと呼ぶ）。それぞれの対象列車について、もう一方の対象列車の前運用列車ノードと当該対象列車の列車ノードの間のリンクの重み、およびもう一方の対象列車の後運用列車ノードと当該対象列車の列車ノードのリンクの重みを、現在設定されている値より当該リンクがより選択されやすい値に設定する。ここで、対象列車が行路の最初である場合は、前運用列車ノードの代わりに、対象列車ノードと接続リンクを持つ編成ノードを抽出し、対象列車が行路の最後である場合は、後運用列車ノードの代わりに、対象列車ノードと接続リンクを持つ終端ノードを抽出して同様の処理を行う。
　例えば、より重みが小さいリンクが選択されやすい場合を想定する。図４に示したような計画において、列車５と列車３を交換する場合は、列車５の前運用列車ノードとして列車２を表すノードをネットワークモデルから抽出し、抽出したノード（ここでは列車２を表すノード）から列車３を表すノードへの接続リンクの重みを現在設定されている値より小さな値へ変更する。また、列車５の後運用列車ノードとして列車７を表すノードをネットワークモデルから抽出し、列車３を表すノードから抽出したノード（ここでは列車７を表すノード）へ向かう接続リンクの重みを現在設定されている値より小さな値へ変更する。列車３に関しても同様に、接続リンクの重みを変更するが、列車３は行路の最初の列車となるので、前運用列車の代わりに編成Ｃを表すノードを抽出し、抽出したノード（ここでは編成Ｃを表すノード）から列車５を表すノードへ向かう接続リンクの重みを現在設定されている値より小さな値へ変更する。また、列車３の後運用列車ノードとして列車６を表すノードを抽出し、列車５を表すノードから抽出したノード（ここでは列車５を表すノード）へ向かう接続リンクの重みを現在設定されている値より小さな値へ変更する。
　ステップＳ２０６において、計画作成部１００６は、Ｓ２０１～Ｓ０２０５を実行して作成されたネットワークモデルまたはＳ２０９の後にＳ２０５を実行して作成されたネットワークモデルを基に資源運用計画を作成する。詳細な手順は以降、図９の説明にて示す。
　ステップＳ２０７において、計画作成部１００６は、Ｓ２０６で作成した計画を利用者に提示する。
　ステップＳ２０８において、計画作成部１００６は、利用者が計画作成終了を指示したかどうかを判定し、終了が指示された場合はこれまでの計画作成結果を記憶部１１００に格納し、一連の処理を終了し、終了が指示されていない場合はステップＳ２０９の変更の受付に進む。
　ステップＳ２０９において、変更受付部１００８は、Ｓ２０７で計画作成部１００６が利用者に提示した計画に対して利用者から変更を受付け、履歴情報を生成し、記憶部１１００の履歴情報４に格納する。
　変更の受付画面の構成について、図７（ａ）を用いて説明する。受付画面は、画面枠７１、車両割当図７２、連結指定ボタン７３、交換指定ボタン７４、パターン設定ボタン７５で構成される。尚、この受付画面は、変更受付部１００７によって作成され表示部１２００に表示される。
　画面枠７１は受付画面の画面枠である。
　車両割当図７２は、Ｓ２０６で作成した資源運用計画を表した図である。図の詳細は、図４の説明で述べた通りである。利用者はこの図を介して、変更を加える列車を指定する。
　連結指定ボタン７３は、運用パターンの種類が「つなぎ」であることを利用者が指定するボタンである。
　交換指定ボタン７４は、運用パターンの種類が「交換」であることを利用者が指定するボタンである。
　パターン設定ボタン７５は、運用パターンを生成するように利用者が指示するためのボタンである。
　　受付画面の入力例を説明する。
　運用パターン「つなぎ」の例を図７（ａ）に示す。例えば、列車４と列車７と列車９を一つの編成に割当る運用パターンを作成する場合、入力７６と入力７７のように該当列車を指定し、その後、連結指定ボタン７３を押下げ、最後にパターン設定ボタン７５を押下げる。列車の指定およびボタンの押下げは、マウスやタッチペンなどの入力デバイスを介して受付ける。
　運用パターン「交換」の例を図７（ｂ）に示す。例えば、列車５と列車３それぞれが割当られている編成を交換する場合、入力７８と入力７９のように該当列車を指定し、その後、交換指定ボタン７４を押下げ、最後にパターン設定ボタン７５を押下げる。列車の指定およびボタンの押下げは、マウスやタッチペンなどの入力デバイスを介して受付ける。
　以降、ステップＳ２０２のネットワークモデルの作成とステップＳ２０６の資源運用計画の作成について詳細手順を示す。　図８を用いて、Ｓ２０２のネットワークモデルの生成手順を示す。
　ステップＳ６０１においてネットワーク作成部１００５は、記憶部１１００に格納された行路情報３を読込む。
　ステップＳ６０２においてネットワーク作成部１００５は、記憶部１１００に格納された資源情報２を読込む。
　ステップＳ６０３においてネットワーク作成部１００５は、Ｓ６０１で読込んだ行路情報を列車に分割して各列車毎に列車ノードを作成し、各列車が持つ属性を行路情報から抽出してこれを当該列車の列車ノードに割り当てる。列車ノードの詳細および列車ノードに割り当てられる属性については、図５に示したネットワークモデルの説明に記した通りである。尚更にＳ６０３では、行路情報上で列車の列車名として用いられている識別情報が、当該列車の列車ノードの識別情報として付与される。
　ステップＳ６０４においてネットワーク作成部１００５は、Ｓ６０２で読込んだ資源情報を基に、編成ノードと終端ノードと予備用編成ノードと予備用列車ノードと予備用終端ノードを作成し、各ノードに当該ノードの識別情報と属性を付与する。これらのノードの詳細（ノードが持つ属性等）については、図５に示したネットワークモデルの説明に記した通りである。
　ステップＳ６０５においてネットワーク作成部１００５は、Ｓ６０３およびＳ６０４で作成したノードからノードを一つ選択する。
　ステップＳ６０６においてネットワーク作成部１００５は、Ｓ６０５で選択したノードが終端ノードまたは予備用終端ノードかどうかを判定し、終端ノードまたは予備用終端ノードであればステップＳ６０７の終端リンクの作成に進み、終端ノードでも予備用終端ノードでもなければステップＳ６０９の接続リンクの作成に進む。
　ステップＳ６０７とステップＳ６０８においてネットワーク作成部１００５は、Ｓ６０５で選択したノードが終端ノードの場合と予備用終端ノードの場合に分けてそれぞれ以下のように終端リンク（または予備用終端ノード）の作成（Ｓ６０７）と終端リンクの重み設定（Ｓ６０８）を実施する。
　（終端ノードの場合）
　ステップＳ６０７において、Ｓ６０５で選択したノードから、そのノードの属性の一つである「元計画における終着駅」と同じ終着駅を持つ編成ノードへ向かう終端リンクを作成する（終端リンク１）。更に、残りの編成ノードへ向かってＳ６０５で選択したノードから終端リンクを作成する（終端リンク２）。
ステップＳ６０８において、Ｓ６０７で作成した終端リンク１と終端リンク２に対して重みを設定する。ここで、終端リンク１に対しては、資源運用計画の作成において終端リンク２よりも選択されやすいように重み値を設定する。
　（予備用終端ノードの場合）
　ステップＳ６０７において、属性として保持している「車両基地に隣接する駅」がＳ６０５で選択したノードと同じである予備用編成ノードを抽出し、抽出したノードに向かってＳ６０５で選択したノードから終端リンクを作成する。　
ステップＳ６０８において、Ｓ６０７で作成した終端リンクに対して重みを設定する。ここで終端リンクには、当該予備用終端ノードに接続している他のリンクより資源運用計画の作成で選ばれやすいように、重み値を設定する。
　ステップＳ６０９においてネットワーク作成部１００５は、Ｓ６０５で選択したノードから、始発駅と始発時刻と終着駅と終着時刻の比較に基づいて接続が可能なノードへ向かう接続リンクを作成する。詳細は、図５で示したネットワークモデルの説明に記した通りである。
　ステップＳ６１０においてネットワーク作成部１００５は、Ｓ６０９で作成した接続リンクに対して重みを設定する。ここで、リンクで結ばれた２つのノードが元計画で同じ編成に連続して割当られていた場合は、当該リンクに対しては、当該２つのノードの少なくとも一方に接続されている他のリンクよりも資源運用計画の作成において選択されやすいよう、重み値を設定する。
　ステップＳ６１１においてネットワーク作成部１００５は、Ｓ６０３とＳ６０４で作成した全てのノードに対してＳ６０７～Ｓ６０８またはＳ６０９～Ｓ６１０の処理を行ったかどうかを判定し、行った場合は一連の処理を終了し、行っていない場合はＳ６０５へ進む。
　図９を用いてＳ２０６の資源運用計画の作成の手順について説明する。
　ステップＳ９０１において計画作成部１００６は、Ｓ２０１～Ｓ２０５またはＳ２０９の後のＳ２０５の一連の処理によって作成されたネットワークモデルから、予備用編成ノードと予備用列車ノードと予備用終端ノードを一時的に除外する。これは、予備編成はできるだけ使用しないように計画を作成するためである。
　ステップＳ９０２において計画作成部１００６は、Ｓ９０１の処理結果のネットワークモデルから重みが一定値よりも大きい終端リンクを一時的に除外する。これは、各編成の行路の終了駅が元計画と同じとなるように計画を作成するためである。
　ステップＳ９０３において計画作成部１００６は、Ｓ９０１～Ｓ９０２の処理結果のネットワークモデルを基に巡回路（つまり、出発ノード以外のいずれのノードも２回以上は通らず、出発ノードへ戻ってくる経路）を探索する。ここで作成する巡回路はネットワークモデルの形状から、編成ノードで始まり終端ノード通って編成ノードへ戻る閉路、または予備用編成ノードで始まり予備用終端ノードを通って予備用編成ノードへ戻る閉路となる。
　ステップＳ９０４において計画作成部１００６は、Ｓ９０３において作成した複数の順回路から、全ノードを各々一度だけカバーする巡回路の組合せ（順回路集合と呼ぶ）を探索する。すなわち、以下の集合分割問題の解を探索する。
＜定数＞
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 ＜決定変数＞
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 ＜目的関数＞
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 ＜条件＞
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 　目的関数は、重みの総和を最小となるような巡回路集合を求めることを意味し、条件（１）は、解となる巡回路集合において、各ノードが一つの巡回路にのみ含まれることを意味し、条件（２）は、解となる巡回路集合に含まれる巡回路は編成の数だけ存在することを意味する。なお、Ｓ９０３で作成する巡回路には、編成ノードを２つ以上含むような巡回路が生成される場合もあるため、そうした巡回路を選択しないように条件（２）を設定する必要がある。
　なお、集合分割問題による定式化を行う場合、一つの編成は一つの行路のみに割当るという条件を追加する場合もあるが、本発明のネットワークモデルでは編成もノードとして表しているため、この条件は上記の条件に含まれている。
　ここで得られる巡回路集合に含まれる各巡回路が、その巡回路に含まれる編成ノードが表す編成に割当られる行路となる。
　ステップＳ９０５において計画作成部１００６は、Ｓ９０４の探索で解が得られたかどうかを判定し、得られた場合はＳ９０６の判定に進み、得られなかった場合はＳ９１０の判定に進む。
　ステップＳ９０６において計画作成部１００６は、Ｓ９０４で得られた解に、重みが一定値よりも大きい終端リンクが含まれるかどうかを判定し、含まれる場合はＳ９０７に進み、含まれない場合はＳ９１２に進む。ここでの重みの一定値はＳ９０２で用いた一定値と同じ値とする。これは、行路の終了駅が元計画の終了駅と異なるような編成が解に含まれるかどうかを判定することを目的とした処理である。
　ステップＳ９０７において計画作成部１００６は、Ｓ９０４で得られた解を資源運用計画の候補として記憶部１１００に格納する。
　ステップＳ９０８において計画作成部１００６は、Ｓ９０１において一時的に除外していた予備用編成ノードと予備用列車ノードと予備用終端ノードを含めてＳ９０３～Ｓ９０４を実施したかどうかを判定し、実施していない場合はＳ９０９に進み、実施した場合はＳ９１２に進む。
　ステップＳ９０９において計画作成部１００６は、Ｓ９０１で除外した予備編成ノードと予備列車ノードと予備終端ノードをネットワークモデルに戻す。
　ステップＳ９１０において計画作成部１００６は、Ｓ９０２において一時的に除外していたリンクも含めてＳ９０３～Ｓ９０４を実施したかどうかを判定し、実施していない場合はＳ９１１に進み、実施した場合は９０８に進む。
　ステップＳ９１１において計画作成部１００６は、Ｓ９０２で除外したリンクをネットワークモデルに戻す。
　ステップＳ９１２において計画作成部１００６は、Ｓ９０４で得られた解を資源運用計画の候補として記憶部１１００に格納し、一連の処理を終了する。
　以上が、実施例１の説明である。
　実施例１では、検査や清掃といった資源に施す保守作業の計画は考慮されていない。実施例２では、保守作業の計画を含めて資源運用計画を作成する場合の実施例を示す。なお、以降、実施例１と同様の構成については説明を省略し、実施例１からの差分について記す。
　図１０は、保守作業を含めた資源運用計画のネットワークモデルの例である。このネットワークモデルは、実施例１の図５で示したネットワークモデルに保守作業を表す保守作業ノードを追加することで作成される。
　保守作業ノードは、そのノードが表す保守作業を一意に識別するための保守作業名称あるいは保守作業ＩＤ、保守作業所要時間、保守作業を実施可能な時間帯の開始時刻と終了時刻、保守作業を実施可能な車両基地に隣接した駅を属性として持つ。
　保守作業ノードの追加は、保守作業ノードと列車ノードとを以下のように接続リンクで接続することで行う。
　（列車ノードから保守作業ノードへ向かう接続リンク）
　保守作業を実施可能な時間帯の開始時刻が列車の終着時刻よりも早く、かつ保守作業を実施可能車両基地の隣接駅が列車ノードの終着駅と等しい場合に、列車ノードから保守作業ノードへ向かう接続リンクを作成する。
　（保守作業ノードから列車ノードへ向かう接続リンク）
その後、保守作業ノードへ向かう接続リンクを持つ列車ノードのうち、終着時刻が最も早い列車と最も遅い列車を選択し、それぞれの終着時刻に保守作業所要時間を加えた値をそれぞれ保守作業終了時刻の最短時刻および最長時刻の基準とする。列車ノードの始発時刻が、この最短時刻と最長時刻の間にあり、かつ保守作業を実施可能な車両基地の隣接駅が列車ノードの始発駅と等しい場合、保守作業ノードから列車ノードへ向かう接続リンクを作成する。
　本実施例でも実施例１と同じく、上記のように作成したネットワークモデルの巡回路を求めることで資源運用計画を作成する。この処理を図１１に示す。しかし、ネットワークモデルの巡回路を作成するだけでは保守作業ノードを通る編成を制御できない。そこで保守作業を、できるだけ決められた編成に対して行うように計画するため、巡回路の候補の中から保守作業実施予定の編成を含む巡回路を抽出し、保守作業ノードへ向かう全ての接続リンクの重みを他の接続リンクよりも選ばれやすい値に設定し直す。
　また、保守作業の所要時間をできるだけ確保するため、保守作業ノードを含む巡回路から保守作業ノードとつながる前後の列車ノードを抽出し（前列車ノードおよび後列車ノードと呼ぶ）、前列車ノードの終着時刻と後列車ノードの始発時刻の差分が保守作業の所要時間よりも大きいかどうかを判定する。判定結果、所要時間よりも時刻の差分が小さい場合は、前列車ノードと後列車ノードそれぞれと保守作業ノードとをつなぐ接続リンクの重みを、現在設定されている重み値よりもより選ばれにくい値に設定し直す。
　以上の重みの再設定は、実施例１のＳ９０３にて巡回路の候補を作成した後に実施する（図１１のステップＳ１１０１）。
　保守作業に関する運用パターンに関して図１２と図１３を用いて説明する。
　図６の説明にて記した運用パターンに、保守作業に関するパターン「検査振替」を１つ加え、合計３種類を運用パターンとして利用者の操作履歴から抽出する。検査交換は、ある編成に実施予定であった保守作業を実行できない場合に、直近で同じ保守作業を実施する必要がある他の編成に作業を振替えるパターンを表す。
　図１２は、保守作業に関する運用パターンの受付画面の例である。画面構成は図７と同様であり、入力１２１のように、保守作業を表す記号を保守作業実施予定の編成から他の編成に移動させることで、交換元の位置と交換先の位置を入力し、パターン設定ボタン１２２を押下げることで履歴情報を生成する。ここでの「位置」とは、保守作業をどの列車の前または後に行うかを示す情報であり、具体的には、基準となる列車を識別する列車名称または列車ＩＤと、基準となる列車の前に行うか後に行うか、によって表す。
　図１３に、履歴情報の例を示す。履歴情報の構成要素は図６で記した通りである。レコード１３１に保守作業に関する運用パターンの例を示す。対象線区１３２に、運用パターンの対象となる線区を格納し、パターン種類１３３には、保守作業の振替パターンであることを示す「検査振替」を格納し、運用パターン１３４には、運用パターンの適用対象である保守作業を一意に識別する作業名称または作業ＩＤ、振替元の列車を一意に識別する列車名称または列車ＩＤと検査実施位置、振替先の列車を一意に識別する列車名称または列車ＩＤと検査実施位置を格納する。ここでの検査実施位置とは、保守作業を指定した列車の前に行うか後に行うかのどちらかを指定する情報である。
１０００…資源運用計画作成支援装置、１００１…メモリ、１００２…プログラム、１００３…運行スケジュール読込部、１００４…操作履歴読込部、１００５…ネットワーク作成部、１００６…計画作成部、１００７…変更受付部、１００８…運用パターン作成部、１１００…記憶部、１２００…表示部、１２０１…入力部、１２０２…ＣＰＵ、１２０３…通信部、１２０４…データパス

Claims (12)

  1. 　輸送サービスの運行スケジュール情報を計算機が読み込むステップと、
    　前記計算機が、前記運行スケジュール情報に基いて、当該運行スケジュールに含まれる複数の輸送行程各々について、当該輸送行程の始発場所、始発時間、終着場所、および終着時間を少なくとも属性として有するノードを作成し、各ノードの属性に基いて同じ輸送資源を用いて連続した運行が可能な運送行程を表すノード間を接続してパスを作成して、輸送行程のネットワークモデルを作成するステップと、
    　前記計算機が、予備資源に関する情報を取得して、当該予備資源の保管場所および利用可能時間帯を少なくとも属性として有する予備資源ノードを作成して前記ネットワークモデルに追加し、当該予備資源ノードの属性と前記ネットワークモデルを構成する他のノードの属性とに基いて、当該予備資源を用いて運行が可能な運行行程を表すノードと当該予備資源ノードとを接続したパスを前記ネットワークモデルに追加するステップと、
    　前記計算機が、前記ネットワークモデルを構成する前記予備資源ノード以外の各ノードに、一つ運送資源若しくは予備資源が割り当てられるような、複数のパスから構成されるパスの組み合わせを、前記ネットワークモデルから抽出するステップと、
    　前記計算機が、抽出された前記組み合わせについて、当該組み合わせを構成する複数のパスの各々に輸送資源または予備資源を割り当てることによって、輸送資源および予備資源の運用計画を作成して当該運用計画を出力するステップを有することを特徴とする、資源運用計画作成方法。
  2. 　前記予備資源とは、前記運送資源を所有して前記輸送サービスを提供する輸送サービス会社以外の他の会社が所有する運送資源であり、
    　前記予備資源が前記保管場所の外に移動した場合には同日中に当該保管場所に戻るように、前記予備資源ノードは他のノードと接続されることを特徴とする請求項１記載の資源運用計画作成方法。
  3. 　前記ネットワークモデルには更に、前記運送資源の保守作業について、当該保守作業の作業時間と作業場所と少なくとも属性として有する保守ノードを有しており、
    　前記保守ノードは、当該保守ノードの属性に基いて、運送資源の保守が可能な運送行程を表すノードと接続されていることを特徴とする請求項１に記載の資源運用計画作成支援方法。
  4. 　更に、前記運行スケジュール情報に対する変更を前記計算機が受け付けるステップと、
    　受け付けた変更に基いて、前記計算機がネットワークモデルを変更するステップとを更に有することを特徴とする請求項１記載の資源運用計画作成方法。
  5. 　更に、受け付けた前記運行スケジュール情報に対する変更の内容を、前記計算機が運用パターンとして記憶装置に保存するステップと、
    　ネットワークモデルを作成する際に前記計算機は前記記憶装置に保存されている運用パターンを読み込んで、当該運用パターンを当該ネットワークモデルに反映するステップとを有することを特徴とする請求項４記載の資源運用計画作成方法。
  6. 　前記運行スケジュールは列車の運行スケジュールであって、前記運送資源は車両であることを特徴とする請求項１記載の資源運用計画作成方法。
  7. 　輸送資源の運用計画を作成する装置であって、
    　輸送サービスの運行スケジュール情報を計算機が読み込む入力部と、
    　前記運行スケジュール情報に基いて、当該運行スケジュールに含まれる複数の輸送行程各々について、当該輸送行程の始発場所、始発時間、終着場所、および終着時間を少なくとも属性として有するノードを作成し、各ノードの属性に基いて同じ輸送資源を用いて連続した運行が可能な運送行程を表すノード間を接続してパスを作成して、輸送行程のネットワークモデルを作成するネットワークモデル作成部と、
    　前記ネットワークモデルに基いて前記運用計画を作成する計画作成部とを有し、
    　前記ネットワークモデル作成部は、予備資源に関する情報を取得して、当該予備資源の保管場所および利用可能時間帯を少なくとも属性として有する予備資源ノードを作成して前記ネットワークモデルに追加し、当該予備資源ノードの属性と前記ネットワークモデルを構成する他のノードの属性とに基いて、当該予備資源を用いて運行が可能な運行行程を表すノードと当該予備資源ノードとを接続したパスを前記ネットワークモデルに追加し、
    　前記計画作成部は、前記ネットワークモデルを構成する前記予備資源ノード以外の各ノードに、一つ運送資源若しくは予備資源が割り当てられるような、複数のパスから構成されるパスの組み合わせを、前記ネットワークモデルから抽出し、
    抽出された前記組み合わせについて、当該組み合わせを構成する複数のパスの各々に輸送資源または予備資源を割り当てることによって、輸送資源および予備資源の運用計画を作成して当該運用計画を出力することを特徴とする、資源運用計画作成装置。
  8. 　前記予備資源とは、前記運送資源を所有して前記輸送サービスを提供する輸送サービス会社以外の他の会社が所有する運送資源であり、
    　前記ネットワークモデル作成部は、前記予備資源が前記保管場所の外に移動した場合には同日中に当該保管場所に戻るように、前記予備資源ノードと他のノードとを接続することを特徴とする請求項７記載の資源運用計画作成装置。
  9. 　前記ネットワークモデル作成部は、前記運送資源の保守作業について、当該保守作業の作業時間と作業場所と少なくとも属性として有する保守ノードを、前記ネットワークモデルに更に追加し、当該保守ノードの属性に基いて、運送資源の保守が可能な運送行程を表すノードと当該保守ノードとを接続するパスを作成することを特徴とする請求項７に記載の資源運用計画作成装置。
  10. 　前記入力部は更に、前記運行スケジュール情報に対する変更を前記計算機が受け付け、
    　前記ネットワークモデル作成部は、受け付けた変更に基いて、前記ネットワークモデルを変更することを特徴とする請求項７記載の資源運用計画作成装置。
  11. 　更に、前記入力部が受け付けた前記運行スケジュール情報に対する変更の内容を、運用パターンとして保存する操作履歴記憶部を有し、
    　前記ネットワークモデル作成部は、ネットワークモデルを作成する際に前記操作履歴記憶部に保存されている運用パターンを当該ネットワークモデルに反映することを特徴とする請求項１０記載の資源運用計画作成装置。
  12. 　前記運行スケジュールは列車の運行スケジュールであって、前記運送資源は車両であることを特徴とする請求項７記載の資源運用計画作成装置。
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