WO2023286425A1 - 運行計画変更支援装置、運行計画変更支援方法、及び列車運行管理システム - Google Patents

運行計画変更支援装置、運行計画変更支援方法、及び列車運行管理システム Download PDF

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WO2023286425A1
WO2023286425A1 PCT/JP2022/019380 JP2022019380W WO2023286425A1 WO 2023286425 A1 WO2023286425 A1 WO 2023286425A1 JP 2022019380 W JP2022019380 W JP 2022019380W WO 2023286425 A1 WO2023286425 A1 WO 2023286425A1
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WO
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change
operation plan
information
changes
executed
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Application number
PCT/JP2022/019380
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English (en)
French (fr)
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祐子 山下
雄一 小林
剛 皆川
靖英 森
優美子 石戸
和将 徳橋
篤 外山
弘毅 吉田
Original Assignee
株式会社日立製作所
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61LGUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/10Operations, e.g. scheduling or time tables
    • B61L27/12Preparing schedules
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61LGUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/10Operations, e.g. scheduling or time tables
    • B61L27/14Following schedules

Definitions

  • the present invention relates to an operation plan change support device, an operation plan change support method, and a train operation management system.
  • Patent Document 1 there is an operation management system that supports vehicle operation management performed by an operation dispatcher, and a train operation plan is changed.
  • a traffic rescheduling necessity judgment model is created based on the train operation prediction unit and past performance diagrams, which are the results of past train operations.
  • a traffic rescheduling support processing unit including a traffic rescheduling plan determining unit that creates a traffic rescheduling necessity determination result indicating whether traffic rescheduling is necessary by applying it to a certain day actual timetable and forecast timetable.
  • Patent Document 1 the judgment model judges the necessity of traffic rescheduling from the amount of delay, and the combination of multiple types of plan changes, the order of plan changes to be implemented in stages, the midway The presence or absence of possible inconsistencies is not used for judgment. Therefore, with the technology disclosed in Patent Literature 1, it is difficult to create an operation plan change proposal that is widely accepted by operators in response to operation disruptions. In particular, in a situation where the operation schedule is becoming more complicated, it is necessary to implement changes in the operation plan in stages so as not to increase the operation disturbance, and such operation still depends on the knowledge and experience of operators such as dispatchers. The current situation is that the portion is large.
  • the present invention has been made in view of such a situation, and its purpose is to provide an operation plan change support device, an operation plan change support method, and an operation plan change support device capable of supporting the creation of an operation plan change proposal to be executed in stages. and to provide a train operation management system.
  • One of the present inventions for solving the above-mentioned problems has a processor and a memory, and receives information on train operation contents before a certain point in time and information on changes in the operation plan executed before the point in time, a judgment model generation unit for generating an operation plan change judgment model for outputting information on changes in the operation plan to be executed next to the executed operation plan; Inputting information on the change of the operation plan executed before the specified time into the operation plan change judgment model, and creating information on the content of change of the operation plan based on the information output from the operation plan change judgment model. By repeating this process one or more times, change candidates that are candidates for changes in the operation plan to be executed step by step after the specified time are created, and change candidates that satisfy predetermined conditions are selected from the created change candidates. and an operation plan change proposal creation unit that identifies and creates the identified change candidate as an operation plan change proposal.
  • an information processing device receives information on train operation details before a certain point in time and information on changes in the operation plan executed before the point in time, Judgment model generation processing for generating an operation plan change judgment model for outputting information on changes in the operation plan to be executed next to the executed operation plan; Inputting information on the change of the operation plan executed before the specified time into the operation plan change judgment model, and creating information on the content of change of the operation plan based on the information output from the operation plan change judgment model. By repeating this process one or more times, change candidates that are candidates for changes in the operation plan to be executed step by step after the specified time are created, and change candidates that satisfy predetermined conditions are selected from the created change candidates.
  • An operation plan change proposal creation process for identifying and creating the identified change candidate as an operation plan change proposal; and an operation plan change support method for executing the operation plan change proposal.
  • one of the present inventions for solving the above problems is a processor and a memory, and information on train operation contents before a certain point in time and information on changes in the operation plan executed before the point in time are inputted.
  • a determination model generation unit that generates an operation plan change determination model that outputs information on changes in the operation plan to be executed next to the executed operation plan; and inputting information on the change of the operation plan executed before the specified time to the operation plan change judgment model, and based on the information output from the operation plan change judgment model, information on the content of the change of the operation plan
  • change candidates that are candidates for changing the operation plan to be executed step by step after the specified time are created, and changes satisfying predetermined conditions are created from each of the created change candidates.
  • an operation plan change proposal creation unit that identifies candidates and prepares the identified change candidates as an operation plan change proposal; and an operation plan change support device that includes: and a route control device to control the train operation management system.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a train operation management system according to this embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the operation plan change support device.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a change input history DB.
  • FIG. 4 is a diagram explaining an example of a plan change rule.
  • FIG. 5 is a flowchart for explaining an outline of train operation management processing performed by the train operation management system.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of training data creation processing.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the details of the new label generation unit.
  • FIG. 8 is a flowchart for explaining the details of the operation plan change proposal creation process.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of a change proposal screen.
  • FIG. 10 is a flowchart for explaining the details of the change application determination process.
  • FIG. 11 is a flowchart for explaining the details of the change execution determination process.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a train operation management system 10 according to this embodiment.
  • the train operation management system 10 includes an operation plan management device 40 that manages information used for managing train operation, such as operation plans (train diagrams, etc.) and operation results of each train 6, and a running of each train 6. , a route control device 60 for controlling the route of each train 6, and an operation plan change support device 100 for supporting change of the operation plan of each train 6. Configured.
  • the operation plan management device 40 stores information about the day on which operation management is being performed and information about the previous day and before, regarding information used for managing train operation, such as operation plans, operation results, and operation plan change history. are managed respectively. After a day's worth of train operations are completed, the operation plan management device 40 saves each piece of information including the original operation plan for the day, the operation results for the whole day, and the plan change history for the whole day as past history data in the past history database. In addition, various information is initialized for the operation management of the next day. Specifically, for example, the operation plan management device 40 updates the operation plan to that of the next day, empties the operation record, and empties the plan change history.
  • the operation plan management device 40 When the operation plan management device 40 receives an operation plan change proposal from the operation plan change support device 100, the operation plan management device 40 changes the operation plan based on the received operation plan change proposal, and further combines the received operation plan change information with the current time. and store it as a plan change history.
  • the train tracking device 50 acquires information on the train status of vehicles from various facilities 5, and based on the acquired information on the status of trains and the operation plan, creates the operation record (running history) of each train 6. The train tracking device 50 transmits the created operation results to the operation plan change support device 100 .
  • the route control device 60 automatically controls the running (route) of each train 6 by transmitting instruction information to the train 6 or equipment 4 such as a signal and a switch based on the operation plan of each train 6.
  • the operation plan change support device 100 changes the operation plan step by step for the purpose of recovering the train operation corresponding to the trouble when the train operation is hindered by an event such as an accident or natural disaster. is generated based on an operation plan change judgment model described later. A detailed configuration of the operation plan change support device 100 will be described later (FIG. 2).
  • a communication line data bus
  • a dedicated line a communication line (data bus), a dedicated line, a LAN (Local Area Network), a WAN (Wide Area Network) Network), or a wired or wireless communication network 3 such as the Internet.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the operation plan change support device 100.
  • the operation plan change support device 100 includes an arithmetic processing unit 11 such as a CPU (Central Processing Unit), a DSP (Digital Signal Processor), a GPU (Graphics Processing Unit), or an FPGA (Field-Programmable Gate Array), and a ROM (Read Only Memory 12 such as RAM (Random Access Memory), storage device 13 such as HDD (Hard Disk Drive) or SSD (Solid State Drive), input device 14 composed of a mouse, keyboard, etc., liquid crystal A display device 15 composed of a display or an organic EL (Electro-Luminescence) display, etc., and a communication device composed of a NIC (Network Interface Card), a wireless communication module, a USB (Universal Serial Interface) module, a serial communication module, or the like. 16.
  • NIC Network Interface Card
  • the operation plan change support device 100 includes a prediction diagram creation unit 101, a teacher data generation unit 102, an allowable inconsistency storage unit 1025, a judgment model generation unit 103, an operation plan change proposal creation unit 104, a change application judgment unit 105, and Each functional unit (program) of the plan change rule update unit 107 is provided.
  • the predictive timetable creation unit 101 uses as input values the operation record of each train (if there is a problem with the operation of the train, information about the problem) and the current operation plan (planned timetable). Predict the operation plan (prediction timetable) of The predictive timetable creation unit 101 is, for example, a simulator that performs a macro-type simulation, and calculates the times of arrival or departure of each train from each station as decision variables. As train operation simulators that perform macro-type simulations, for example, those based on the concept of PERT (Program Evaluation and Review Technique) are known. Note that the predictive timetable creation unit 101 also determines the arrival and departure times of each train at each station based on the actual operation results for the portion before the current time, and outputs the results by including them in the simulation results.
  • PERT Program Evaluation and Review Technique
  • the predicted timetable creation unit 101 outputs the predicted timetable and information on the inconsistency if there is an inconsistency (course competition) in the operation of trains in the predicted timetable.
  • Inconsistency refers to a situation in which trains cannot run due to conflicts between train routes. It is a contradiction of order.
  • the training data generation unit 102 converts information (i.e., information on the order of changes in the operation plan) about the stepwise changes in the operation plan that were examined (inputted) and executed by operators such as dispatchers in the past to the operation plan change determination model. Generate as training data.
  • the training data generation unit 102 regarding a trouble that occurred in the past, determines the operation details of the train before the trouble occurred, the change in the operation plan executed before the trouble occurred, and the executed operation plan Information relating to the changes in the operation plan executed in the next step (specifically, the contents of the changes and whether or not the changes were actually executed after consideration) are generated in association with each other.
  • the operation plan change determination model is a trained model configured as a neural network consisting of multiple input/output layers, but may be other types of trained models.
  • the permissible inconsistency storage unit 1025 stores changes in operation plans that have been executed step by step in the past, and in which train inconsistencies have occurred due to the changes, but the inconsistencies have been resolved by changes in subsequent stages. information (hereinafter referred to as allowable inconsistency information).
  • the judgment model generation unit 103 generates an operation plan change judgment model based on the training data generated by the training data generation unit 102 . That is, the operation plan change judgment model is input with information on the details of train operation before a certain time and information on changes to the operation plan executed before that time, and the operation plan to be executed next to the executed operation plan. Prints information about changes in The information on changes in the operation plan executed before the above time includes information on the type and number of changes in the operation plan executed before the above time.
  • the change of the operation plan may be made by combining a plurality of change elements (for example, it consists of each change element such as change of departure/arrival time and change of track number for a certain train). .
  • the operation plan change support device 100 sets changes in an operation plan made up of these multiple change elements as changes in the same operation plan (hereinafter referred to as a change group).
  • the operation plan change proposal creation unit 104 creates an operation schedule (prediction schedule) or an operation plan change judgment model based on the new obstacle, regarding the obstacle specified by the user or the delay that naturally occurs due to commuter rush hour (hereinafter referred to as a new obstacle).
  • a new obstacle By sequentially inputting the operation schedule (prediction schedule) calculated from , into the operation plan change judgment model, information on the change of the operation plan is created at least once or more, and it is executed step by step after the time of the new trouble.
  • Change candidates that are candidates for changing the operation plan are created, change candidates that satisfy a predetermined condition are specified from the created change candidates, and the specified change candidates are created as an operation plan change proposal.
  • the operation plan change proposal creation unit 104 calculates the evaluation value of the operation plan (predicted timetable) when the change indicated by each change candidate is applied, and determines whether the calculated evaluation value is the optimum value. Then, when it is determined that the evaluation value is the optimum value, each of the change candidates is specified (as a change candidate that satisfies the predetermined condition). Predetermined conditions to be satisfied include cancellation of inconsistencies, constraints on operation (time required for train turnaround at station, conditions on departure order of trains, etc.), and plan change rules to be described later.
  • the change application determination unit 105 creates a plurality of combinations (patterns) of the change elements in the change candidate, and determines the operation plan for each of the created combinations.
  • a change in the evaluation value that can express the effect of the change is calculated, and based on the calculated change in the evaluation value, a combination of change elements to be identified as a change candidate is determined from among the plurality of combinations.
  • the change application determination unit 105 determines whether or not the inconsistency due to the change indicated by the change candidate created by the operation plan change proposal creation unit 104 will be resolved at a later stage based on the allowable inconsistency information. If it is determined that the inconsistency will be resolved at a later stage, the created change candidate is identified (as a change candidate that satisfies the above predetermined condition).
  • the plan change rule update unit 107 generates or updates a plan change rule, which is a rule determined in advance by an administrator or the like and applied when an operation plan is changed.
  • the plan change rule is, for example, a rule for forcibly resolving the delay or inconsistency when there is a train delay or inconsistency in the operation schedule. Rules that can resolve delays or inconsistencies even when they are out of control.
  • the operation plan change support device 100 includes a change input history DB 200, a plan change teacher data DB 215, a change judgment model DB 220, a plan change rule DB 230, an inconsistency history DB 240, an allowable inconsistency list DB 250, a train schedule DB 260, and a running record DB 270.
  • each data of the operation plan change proposal DB 280 are stored. Note that these data are stored as a database here, but the storage format of the data is not particularly limited.
  • the change input history DB 200 stores the history of step-by-step changes to the operation plan input by operators such as dispatchers in the past.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the change input history DB 200. As shown in FIG.
  • the change input history DB 200 has data items of an obstacle 201 in which information about the obstacle is set and a plan change input 202 in which input information about the change of the operation plan regarding the obstacle 201 is set.
  • the failure 201 includes a date 203 in which the date of occurrence of the failure is set, a failure occurrence time 204 that is the time when the failure occurred, a failure end time 205 that is the time when the failure ended, and a trouble ending time 205. It has each data item of the trouble station 206 which is the place (station etc.) which occurred.
  • the plan change input 202 includes a train ID 207 in which the ID of the train whose operation plan is to be changed due to the trouble 201 (change target train) is set, and the station whose operation plan is to be changed (change target station).
  • a related train 210 to which an ID is set, a train ID 207, a station ID 208, a change type 209, a change content 211 to which specific content of a change in the operation plan specified by the related train 210 is set, and a change content 211 are set.
  • the change type 209 is set with, for example, information such as a change in train arrival/departure order at a station and a change in train departure/arrival number track.
  • the change input history DB 200 has a plurality of records for failures on the same date. May exist. Note that the change input history DB 200 may be set automatically, or may be input by an operator such as a dispatcher.
  • plan change training data DB 215 stores the training data generated by the training data generation unit 102.
  • the change judgment model DB 220 stores the operation plan change judgment model generated by the judgment model generation unit 103 .
  • the plan change rule DB 230 stores plan change rules.
  • the plan change rule DB 230 associates and stores train operation details and corresponding change details when an operation plan is changed.
  • FIG. 4 is a diagram explaining an example of a plan change rule. If a train arriving at a station is delayed and other trains arrive at that station late 231, the order of arrival and departure of both trains at that station is changed.
  • the plan change rule stores information including various order information and delay information between trains before changing the order of arrival and departure, and various orders between trains (including related trains) after change.
  • the inconsistency history DB 240 stores information on the history of the occurrence and resolution of inconsistencies in each of the past train operation details and the predicted train operation details (prediction timetable). do.
  • the allowable inconsistency list DB 250 stores a history of inconsistencies (allowable inconsistency information) of inconsistencies in the inconsistency history DB 240 that have occurred but have since been resolved.
  • the train schedule DB 260 stores information on past operation plans (past operation schedules) and predicted operation details (prediction timetables).
  • the travel record DB 270 stores the past travel history (operation record) of each train.
  • the operation plan change proposal DB 280 stores the operation plan change proposal created by the operation plan change proposal creation unit 104 .
  • Each function of the operation plan change support device 100 described above is realized by the arithmetic processing device 11 reading and executing each program stored in the memory 12 or the storage device 13 . Further, the above program can be distributed by being recorded on a recording medium, for example. Next, processing performed by the train operation management system 10 will be described.
  • FIG. 5 is a flowchart explaining an overview of train operation management processing performed by the train operation management system 10.
  • the operation plan change support device 100 executes training data creation processing for creating training data for an operation plan change determination model in advance (s1).
  • the operation plan change support device 100 may execute the training data creation process s1 at a predetermined timing (for example, at a predetermined time such as after the end of daily operation, at a predetermined time interval), and the change input history DB 200 may be executed when is updated.
  • the operation plan change support device 100 After that, the operation plan change support device 100 generates an operation plan change judgment model based on the teaching data created in s1.
  • the operation plan change support device 100 generates a new operation plan (operation plan change proposal) using the generated operation plan change determination model when troubles such as delays and vehicle failures occur in daily train operation.
  • An operation plan change proposal creation process s3 to be created is executed (s3).
  • the operation plan change support device 100 displays the operation plan change proposal created in s3 on the display device 15 and requests approval input from the operator or the like. When an approval input is obtained, the operation plan change support device 100 transmits the created operation plan change proposal to the operation plan control device 40 .
  • the operation plan management device 40 changes the operation plan based on the received operation plan change proposal, and further stores the received operation plan change proposal and the current time as a set of plan change history.
  • the route control device 60 controls the trains 6 and the equipment 5 by transmitting instruction information to each train 6 and the equipment 5 based on the operation plan changed by the operation plan management device 40 (s5).
  • FIG. 6 is a flowchart for explaining an example of the training data creation processing s1.
  • the training data generation unit 102 acquires information (hereinafter referred to as target failure information) about one failure (hereinafter referred to as target failure) that occurred in the past from the change input history DB 200, and information (hereinafter referred to as target failure information) and corresponding operation plan change information ( hereinafter referred to as plan change information) is extracted (s11).
  • the training data generation unit 102 selects all records with the same trouble date 203 or trouble 201 from the change input history DB 200, and acquires the contents of the selected records.
  • the training data generation unit 102 classifies changes in each operation plan in the plan change information extracted in s11 into a plurality of groups (change groups) and orders the change groups (s13).
  • the training data generation unit 102 orders the changes in each operation plan according to the order of execution of changes in the operation plan (the chronological order in which the operation plan management device 40 instructs the route control device 60 to control). At this time, the training data generation unit 102 classifies changes in each operation plan into a plurality of groups for each train to be changed, station to be changed, and target type. Change plan (i.e. change group). In determining the change group, changes that do not depend on the control order of running of other trains can be made to belong to the same group, but each operation plan change may be made into one change group. It is also assumed that one or more operation plan changes belong to one change group.
  • the training data generation unit 102 creates train operation details (predicted timetable) when the target failure occurs (s15).
  • the training data generation unit 102 generates the target trouble information, the operation record up to the occurrence of the target trouble (running record DB 270), and the train schedule (train diagram DB 260) that is the operation plan after the occurrence of the target trouble.
  • a predicted timetable is created by inputting to the predicted timetable creation unit 101 .
  • the training data generation unit 102 selects a change group that has not been selected so far and has the highest order (higher order change group) from among the change groups classified in s13 (s17).
  • the training data generation unit 102 creates a predicted timetable when the change group (selection group) selected in s17 is applied (s19, s21).
  • the teacher data generating unit 102 inputs the current predicted timetable (predicted timetable created in s15 or updated in the previous time in s21) and changes in the operation plan indicated by the selected group to the predicted timetable creation unit 101. Update forecast diamonds.
  • the training data generation unit 102 changes the operation plan, which is the feature quantity in the training data of the operation plan change judgment model, based on the information of the predicted timetable before application (the predicted timetable before executing s19 and s21). Information on the operation details and operation plan of each previous train is calculated (s23).
  • This feature amount is a feature amount at each station of each train, and each change target station of each train (for example, a change target train or related trains arriving and departing before and after the change target train) before the change of the operation plan related to the selected group , and information on changes in each operation plan executed before changing the operation plan related to the selected group (for example, the type of change in the operation plan that executed the change, and the change in what stage each change is information, which is not set if the change is the first (first stage) change.
  • each change target station of each train for example, a change target train or related trains arriving and departing before and after the change target train
  • information on changes in each operation plan executed before changing the operation plan related to the selected group for example, the type of change in the operation plan that executed the change, and the change in what stage each change is information, which is not set if the change is the first (first stage) change.
  • this feature amount is, for example, trouble information of a target trouble corresponding to the selected group acquired from the change input history DB 200, or an inconsistency before the operation plan change related to the selected group acquired from the inconsistency history DB 240. Contains alignment information.
  • this feature amount includes, for example, the number of times the change target train related to the selected group has become a change target train in the past, which is calculated from the change input history DB 200. Also, this feature amount includes, for example, information on the number of times the same type of change in the operation plan as the change in the operation plan related to the selected group was made in the past, which is calculated from the change input history DB 200 .
  • the training data generation unit 102 generates information on changes in the actually executed operation plan among the changes in the operation plan indicated by the selected group as information to be output labels in the training data of the operation plan change determination model ( s23).
  • the training data generation unit 102 stores information on changes applicable to the operation plan related to the selected group and information on whether or not the change has actually been made, as the change content 211 and execution presence/absence 212 of the change input history DB 200 . obtained respectively from Changes that are applicable to the operation plan but do not exist in the change input history DB 200 are not actually changed, so the output label is "not".
  • the training data generation unit 102 compares the predicted timetables before and after the update specified or calculated in s19 and s21, and if the inconsistency is resolved before and after the change of the operation plan related to the selected group,
  • the content of the inconsistency resolution is stored in the allowable inconsistency list DB 250 as allowable inconsistency information (s25).
  • the training data generation unit 102 acquires all inconsistent information from the information output when creating the predicted timetable before executing s19 and s21.
  • the training data generation unit 102 acquires all mismatch information from the information output when the predicted timetable is created after executing s19 and s21. Then, the training data generation unit 102 compares the acquired mismatch information, and stores the mismatch information resolved by executing s19 and s21 in the allowable mismatch list DB 250 .
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of allowable inconsistency information.
  • the departure and arrival track numbers of the two trains such as the track number order in which train A arrives after train B departs, the departure order in which train B departs after train A departs, and train A departs after arriving at station P. sequence conflict between arrival and departure events). If the departure and arrival platforms of these two trains become different 402 due to a change in the operation plan, the inconsistency 401 is resolved.
  • the permissible inconsistency information stores such inconsistency 401 and inconsistency-resolved trains 403, a set of station arrival and departure events, and their order relationships, respectively.
  • the training data generation unit 102 selects that change group, and performs the processes from s17 onwards. is repeated (s27).
  • the teacher data generation unit 102 repeats the above processing for all troubles stored in the change input history DB 200.
  • the teaching data creation processing s1 ends.
  • the judgment model generation unit 103 updates the operation plan change judgment model by inputting the training data generated in the training data creation process s1 into the operation plan change judgment model and performing machine learning.
  • FIG. 8 is a flowchart for explaining the details of the operation plan change proposal creation process s3.
  • the operation plan change proposal creation process s3 is started automatically or by a user's designation, for example, when a new problem occurs in train operation.
  • the operation plan change proposal creation unit 104 sets information about the newly occurring trouble (hereinafter referred to as "new trouble") (s31). For example, the operation plan change proposal creation unit 104 may receive input of information on new troubles from the user, or automatically generate information on new troubles based on information acquired from a predetermined monitoring system or the train tracking device 50. may be generated.
  • the operation plan change proposal creation unit 104 creates prediction information (prediction timetable) of the train operation details after the occurrence of the new trouble (s33). Specifically, the operation plan change proposal creation unit 104 creates a prediction timetable based on the information on the new trouble set in s31, the operation results (running result DB 270) up to the occurrence of the new trouble, and the current operation timetable. By inputting in 101, a predicted timetable is created.
  • the operation plan change proposal creation unit 104 uses the predicted timetable generated in s33 (or the predicted timetable calculated in s41 to be described later) to determine the feature amount of the operation plan change judgment model (feature amount similar to the feature amount calculated in s23). Calculate (s35). Specifically, the operation plan change proposal creation unit 104 extracts the feature quantity at each station of each train based on the data extracted from the predicted timetable.
  • the operation plan change proposal creation unit 104 inputs the feature amount calculated in s35 to the operation plan change judgment model, thereby obtaining information related to the change of the operation plan output from the operation plan change judgment model (that is, applicable operation (s37).
  • the change application determination unit 105 executes a change application determination process s39 for determining an operation plan that satisfies a predetermined condition and is actually changed among the changes (change candidates) of the operation plan output in s37. Details of the change application determination processing s39 will be described later.
  • the operation plan change proposal creation unit 104 creates a next-stage forecast timetable based on the change (change group) of the operation plan determined in the change application determination process s39 (s41). For example, the operation plan change proposal creation unit 104 inputs the information of the operation plan to which the change in the operation plan determined by the change application determination process s39 is applied to the current forecast timetable, and the operation results to the forecast timetable creation unit 101. Create a forecast diagram.
  • the operation plan change proposal creation unit 104 calculates the evaluation value of the predicted timetable created in s41 (s43). For example, the operation plan change proposal creation unit 104 calculates the total delay time by totaling the delay arrival and departure times of all trains at all stations in the predicted timetable.
  • the operation plan change proposal creation unit 104 may calculate other types of evaluation values, such as the number of suspended trains of all trains, the transport volume of all trains, the impact on operations, and the original schedule from the time of a new failure. or a combination thereof. Fluctuations in the evaluation values before and after the change in the predicted timetable represent the effect of the change in the operation plan.
  • the operation plan change proposal creation unit 104 determines whether the current evaluation value indicates the optimum value (whether it converges to the optimum value ), the change (change candidate) of each operation plan determined so far in the change application determination process s39 is identified (confirmed) as a change of the operation plan constituting the operation plan change proposal (s45). .
  • the change (change candidate) of each operation plan determined in the change application determination process s39 is confirmed as the change of the operation plan constituting the operation plan change proposal.
  • the proposed change in operation plan creating unit 104 executes the processing in s47. If the change in the operation plan determined in s39 is not identified as a change in the operation plan that constitutes the proposed change in operation plan (s45: No), the proposed change in operation plan creation unit 104 uses the diagram prediction result created in s41. A change candidate for a new operation plan based on the premise is created, that is, the processes after s35 are repeatedly executed.
  • the operation plan change proposal creation unit 104 confirms whether or not train delays or inconsistencies remain in the predicted timetable as a result of changes in each operation plan determined in the processes up to this point. If a match remains, force further changes to the current trip plan to eliminate the delay or mismatch.
  • the operation plan change proposal creation unit 104 refers to the plan change rule DB 230 to search for a change in the operation plan corresponding to the operation details extracted from the predicted timetable, and the searched operation plan change is applied to the prediction. Applies to diamonds.
  • the operation plan change proposal creation unit 104 receives input from the user for further changes to the operation content (s49). Note that the operation plan change proposal creation unit 104 may store the input change in the plan change rule DB 230 as a new plan change rule.
  • the operation plan change proposal creation unit 104 integrates the change details of the train operation plan determined in the processes up to this point and generates an operation plan change proposal.
  • the operation plan change proposal creation unit 104 creates change groups for the generated operation plan change proposals in the same manner as in the process of s13 in the teaching data creation process, and displays each change group on a predetermined screen (change proposal screen) ( s51). The user corrects the operation plan change proposal as necessary while viewing the change proposal screen.
  • the teacher data generation unit 102 acquires the forecasted timetable (operation plan) corrected as described above, and updates the teacher data based on the acquired forecasted timetable.
  • the operation plan change proposal creation process s3 ends.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of a change proposal screen 300. As shown in FIG.
  • the change proposal screen 300 has an operation plan change display field 301 , a change execution designation field 302 , and a re-proposal field 303 .
  • the operation plan change display column 301 a list of changes (change groups) of the operation plan at each stage constituting the operation plan change proposal generated by the operation plan change proposal creation processing s3 is displayed in accordance with the order of the change groups (that is, (according to the order of train or equipment control). Specifically, in the operation plan change display column 301, the content 311 of the change of each operation plan in the change group 310, the change target train 312 in the change of each operation plan, and the prediction after applying the change of each operation plan The number of discrepancies 313 that exist in the timetable and the increase or decrease in delay time 314 after applying each schedule change are displayed.
  • the operation plan change display column 301 also includes an adoption availability selection column 315 that is selected by the user when each change group (or each change in the change group) is adopted to confirm the change of the operation plan.
  • the user designates the change group to be discarded by deselecting the adoption/non-adoptability selection field 315. Note that when the user deselects the adoption/non-adoption selection column 315, the adoption/non-adoption selection column 315 of the (lower) change group (or changes within the change group) after the deselected change group is displayed. is automatically deselected.
  • the re-suggestion field 303 is for the change selected in the adoption/non-adoption selection field 315 from among the change groups (or changes within the change group) displayed in the operation plan change display field 301. is determined, the user designates a case in which the process of the operation plan change proposal creation unit 104 is to be executed again without making changes that are not selected in the adoption possibility selection column 315 .
  • FIG. 10 is a flowchart for explaining details of the change application determination processing s39.
  • the change application determination unit 105 extracts change candidates determined to require change in s37 and satisfying the constraint conditions.
  • the change application determination unit 105 selects the change candidate that has the highest order among the change candidates that have not been selected so far (the change candidate that is associated with the running station of the train that requires the fastest train control). change candidate) is selected (s71).
  • the change application determination unit 105 selects the change candidate select one of the possible combinations (s73) (if there is only one change candidate, select one of them).
  • the change application determination unit 105 executes the following processes of s75 to s79 for the selected combination.
  • the change application determination unit 105 determines the evaluation value of the predicted timetable before applying the selected combination candidate (hereinafter referred to as the selected combination candidate) in s73 (hereinafter referred to as the pre-application timetable) and the prediction value after applying the selected combination candidate.
  • An evaluation value of diamond (hereinafter referred to as diamond after application) is calculated (s75).
  • the change application determination unit 105 calculates inconsistency information (number of inconsistencies) in the pre-application timetable and inconsistency information (inconsistency number) in the post-application timetable.
  • the change application determination unit 105 selects the selected combination candidate based on the increase or decrease in the evaluation value due to the change in the operation plan related to the selected combination candidate and the increase or decrease in the number of inconsistencies related to the selected combination candidate calculated in S75.
  • a change execution determination process s77 for determining whether or not to determine as a change candidate is executed. Details of the change execution determination process s77 will be described later.
  • the change application determination unit 105 executes the above processing of s73 to s77 for all combinations of change candidates related to the running station of the train selected in s71 (s79).
  • the change application determination unit 105 identifies the combination of change candidates with the highest evaluation value among the combinations of change candidates determined in s77 (s81).
  • the change application determination unit 105 selects a change candidate related to the train station of the next order (next higher rank) and repeats the processes of s71 to s81 (s83).
  • the change application determination unit 105 determines the change candidate extracted at the beginning of the change application determination process s39 up to the change candidate related to the running station of the train with the lowest rank (that is, all the change candidates from the highest rank to the lowest rank) s71.
  • the change application determination processing s39 ends.
  • FIG. 11 is a flowchart for explaining details of the change execution determination process s77.
  • the change application determination unit 105 determines the effect of the selected combination candidate by determining the number of inconsistencies in the predicted timetable and the increase or decrease in the evaluation value, and determines whether or not to determine the operation plan related to the selected combination candidate as a change candidate. judge.
  • the change application determination unit 105 determines that the number of inconsistencies in all trains of the predicted timetable decreases due to the change in the operation plan related to the selected combination candidate (the number of inconsistencies in the timetable after application becomes the number of inconsistencies in the timetable before application). or the number of inconsistencies of all trains in the predicted timetable has not increased or decreased due to changes in the operation plan related to the selected combination candidate, but the evaluation value of the predicted timetable has improved. It is determined whether or not the condition is satisfied (s91).
  • the change application determination unit 105 executes the process of s93; to run.
  • the change application determination unit 105 determines the selected combination candidate as a change candidate, and the change execution determination process s77 ends.
  • the change application determination unit 105 determines whether the number of inconsistencies in all trains of the predicted timetable has increased and the evaluation value of the predicted timetable has improved due to the change in the operation plan related to the application of the selected combination candidate. Determine whether or not
  • the change application determination unit 105 executes the process of s99 if the above condition is satisfied (s95: Yes), and executes the process of s97 if the above condition is not satisfied (s95: No). .
  • the change application determination unit 105 determines not to finalize the selected combination candidate as a change candidate (exclude it from the change candidates), and the change execution determination process s77 ends.
  • the change application determination unit 105 determines that the number of discrepancies in the train operation related to the selected combination candidate has increased due to the change in the operation plan related to the selected combination candidate, that is, the train operation related to the selected combination candidate has been changed. Determine if any interfering inconsistencies occur.
  • the change application determination unit 105 executes the process of s97, and the number of inconsistencies in train operations related to the candidate selection combination does not increase (s99: No), the change application determination unit 105 executes the process of s101.
  • the change application determination unit 105 determines whether or not the inconsistencies that have increased due to the change in the operation plan related to the selected combination candidates are resolvable inconsistencies. For example, the change application determination unit 105 determines whether or not the inconsistency has been resolved in the past by searching the permissible inconsistency information in the inconsistency permission list DB 250 . Further, for example, the change application determination unit 105 repeats cancellation and generation (at least a predetermined number of ) is inconsistent.
  • the change application determination unit 105 executes the process of s93 and performs the change execution determination process s77. is terminated, and if the inconsistency increased due to the change in the operation plan related to the selected combination candidate is unresolvable inconsistency (s101: No), the change application determination unit 105 executes the process of s97. The change execution determination process s77 ends.
  • the operation plan change support device 100 of the present embodiment uses the information on the details of the operation of the train before a certain time point and the information on the change of the operation plan executed before that as the feature amount, and then executes An operation plan change judgment model is generated with information on changes in the operation plan as an output value, and when a problem occurs, a new problem such as delay information that occurs naturally during commuter rush hour or a user-specified problem is used in the operation plan.
  • An operation plan change judgment model is generated with information on changes in the operation plan as an output value, and when a problem occurs, a new problem such as delay information that occurs naturally during commuter rush hour or a user-specified problem is used in the operation plan.
  • each candidate for changing the operation plan to be executed step by step after the new failure. is created, and a change candidate that satisfies a predetermined condition is created as an operation plan change proposal from each of the created change candidates.
  • the operation plan change support device 100 of the present embodiment provides an operation plan change judgment model that outputs information on the necessity of changing the stepwise operation plan that should be made in response to a failure that has occurred.
  • Candidates for the operation plan are specified using the above, and a change that satisfies a predetermined condition from those candidates is taken as an operation plan change proposal. In this way, by modeling the know-how of changing the operation plan step by step for troubles that occurred in the past by dispatchers, it is possible to appropriately change the operation plan and recover from the trouble. .
  • the operation plan change support device 100 of the present embodiment can support creation of an operation plan change proposal that is executed step by step.
  • the operation plan change judgment model uses as input values the type and number of changes in the operation plan executed before a certain point in time, and outputs appropriate changes in the operation plan that are executed step by step with high accuracy. be able to.
  • the operation plan change support device 100 creates new operation details (each train in the forecast timetable) based on information on changes in the operation plan output from the operation plan change determination model. Operation details) are sequentially input to the operation plan change judgment model. In this way, by sequentially calculating the operation details of the train at each stage from the operation plan change judgment model and the forecast timetable, changes in the operation plan of the train to be executed can be predicted appropriately.
  • the operation plan change support device 100 of the present embodiment calculates the evaluation value of the operation plan when the change indicated by each change candidate is applied, and when it is determined that the calculated evaluation value is the optimum value (optimal value), each change candidate is specified as a change candidate as an operation plan change proposal.
  • the operation plan change support device 100 of the present embodiment can change a plurality of operation plans for the same train at the same station, and change the same operation plan for trains with consecutive departure orders at the same station. , changes that do not depend on the control order related to running between trains are set as changes to the operation plan to be executed at the same time. In this way, by grouping changes in the operation plan of each train, it is possible to efficiently discover step-by-step changes in the operation plan that can eliminate problems.
  • the operation plan change support device 100 of the present embodiment creates a plurality of combinations of change elements in the change candidates, and calculates the change in the evaluation value based on the change for each of the created multiple combinations. Determine the combinations of modifiers to identify as candidates. This makes it possible to specify the most effective combination of change factors even when change candidates consist of a plurality of elements and there are various change patterns of the operation plan.
  • the change candidate is changed as the operation plan change proposal. If it is identified as a candidate and determined not to be resolved, it is excluded from the change candidates. In this way, for example, even if an inconsistency occurs due to a change candidate at a certain stage, if it is resolved later, by accepting the inconsistency and adopting the change candidate, a change that can be used as an operation plan change plan The selection of candidates is increased, making it easier to identify appropriate itinerary changes.
  • the operation plan change support device 100 of the present embodiment displays each change in the operation plan change proposal on the screen in the order of stepwise execution. Thereby, the user can confirm the change of the operation plan at each stage to be executed.
  • the train operation management system 10 of this embodiment also includes a route control device 60 that controls trains or train equipment based on the created operation plan change plan. As a result, even when a trouble occurs and the operation plan is changed step by step, appropriate train operation control can be performed to restore the operation.
  • the present invention is not limited to the above embodiments, and can be implemented using arbitrary constituent elements within the scope of the gist of the present invention.
  • the embodiments and modifications described above are merely examples, and the present invention is not limited to these contents as long as the features of the invention are not impaired.
  • the present invention is not limited to these contents.
  • Other aspects conceivable within the scope of the technical idea of the present invention are also included in the scope of the present invention.
  • part of each function provided by each device of the embodiment may be provided in another device, or functions provided by another device may be provided in the same device.
  • the operation plan change determination model is configured as one learned model, but may be configured as a plurality of learned models.
  • an operation plan change judgment model may be provided for each type of change in the operation plan, or an operation plan change judgment model may be different depending on what stage the change in the operation plan is made in stages. good.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)

Abstract

段階的に実行する運行計画変更案の作成を支援する。運行計画変更支援装置(100)は、ある時点以前の列車の運行内容に関する情報、及びその時点の前に実行した運行計画の変更の情報が入力され、実行した運行計画の次に実行する運行計画の変更の情報を出力する運行計画変更判断モデルを生成する判断モデル生成部(103)と、ユーザから指定された時点以前の列車の運行内容に関する情報、及び指定された時点の前に実行した運行計画の変更の情報を運行計画変更判断モデルに入力し、運行計画変更判断モデルから出力された情報に基づいて運行計画の変更内容の情報を作成することを1回以上繰り返すことにより、指定された時点以降に段階的に実行する運行計画の変更のそれぞれの候補である変更候補を作成し、作成した各変更候補から所定条件を満たす変更候補を特定し、特定した変更候補を運行計画変更案として作成する運行計画変更案作成部(104)と、を備える。

Description

運行計画変更支援装置、運行計画変更支援方法、及び列車運行管理システム
 本発明は、運行計画変更支援装置、運行計画変更支援方法、及び列車運行管理システムに関する。
===参照による取り込み===
 本出願は、2021年7月13日に出願された日本特許出願第2021-115476号の優先権を主張し、その内容を参照することにより、本出願に取り込む。
 列車の運行管理の業務の一つに運行計画変更業務があり、これを支援する運行計画変更支援システムがある。運行計画変更支援システムに関する技術としては、現在時刻までに得られている各列車の走行実績と運行計画とに基づいて現在時刻以降の各列車の運行状況を予測し、遅延が見込まれる場合には、運行計画変更案を自動で作成して運行管理を担当するオペレータに提示することで、運行計画変更業務を支援するものが知られている。
 例えば、特許文献1には、運転指令員が行う車両の運行管理を支援する運行管理システムであって、列車の運転計画を変更する運転整理の実施時点までの列車の予測ダイヤを運行予測により作成する運行予測部と、過去に列車が運行された結果である過去実績ダイヤに基づいて、運転整理要否判断モデルを作成し、運転整理要否判断モデルを、当日に列車が運行された結果である当日実績ダイヤおよび予測ダイヤに適用して、運転整理の要否を示す運転整理要否判断結果を作成する運転整理案決定部とを備える運転整理支援処理部を有するものが開示されている。
特開2020-117169号公報
 しかしながら、特許文献1で開示されている技術は、判断モデルが遅延量から運転整理要否を判断するものであり、複数種類の計画変更の組合せや、段階的に実施する計画変更の順序、途中起こり得る不整合の有無を判断に利用していない。よって、特許文献1で開示されている技術では、運行乱れに対してオペレータに広く受け入れられる運行計画変更案を作成することは難しい。特に、運行ダイヤが複雑化している状況では、運行乱れが拡大しないように運行計画の変更を段階的に実施する必要があり、そのような運用は未だ指令員等のオペレータの知見及び経験に頼る部分が大きいのが現状である。
 本発明はこのような現状に鑑みてなされたものであり、その目的は、段階的に実行する運行計画変更案の作成を支援することが可能な運行計画変更支援装置、運行計画変更支援方法、及び列車運行管理システムを提供することを目的とする。
 上記課題を解決するための本発明の一つは、プロセッサ及びメモリを有し、ある時点以前の列車の運行内容に関する情報、及び前記時点の前に実行した運行計画の変更の情報が入力され、前記実行した運行計画の次に実行する運行計画の変更の情報を出力する運行計画変更判断モデルを生成する判断モデル生成部と、ユーザから指定された時点以前の列車の運行内容に関する情報、及び前記指定された時点の前に実行した運行計画の変更の情報を前記運行計画変更判断モデルに入力し、前記運行計画変更判断モデルから出力された情報に基づいて運行計画の変更内容の情報を作成することを1回以上繰り返すことにより、前記指定された時点以降に段階的に実行する運行計画の変更のそれぞれの候補である変更候補を作成し、作成した各変更候補から所定条件を満たす変更候補を特定し、特定した変更候補を運行計画変更案として作成する運行計画変更案作成部と、を備える運行計画変更支援装置、とする。
 また、上記課題を解決するための本発明の一つは、情報処理装置が、ある時点以前の列車の運行内容に関する情報、及び前記時点の前に実行した運行計画の変更の情報が入力され、前記実行した運行計画の次に実行する運行計画の変更の情報を出力する運行計画変更判断モデルを生成する判断モデル生成処理と、ユーザから指定された時点以前の列車の運行内容に関する情報、及び前記指定された時点の前に実行した運行計画の変更の情報を前記運行計画変更判断モデルに入力し、前記運行計画変更判断モデルから出力された情報に基づいて運行計画の変更内容の情報を作成することを1回以上繰り返すことにより、前記指定された時点以降に段階的に実行する運行計画の変更のそれぞれの候補である変更候補を作成し、作成した各変更候補から所定条件を満たす変更候補を特定し、特定した変更候補を運行計画変更案として作成する運行計画変更案作成処理と、を実行する運行計画変更支援方法、とする。
 また、上記課題を解決するための本発明の一つは、プロセッサ及びメモリを有し、ある時点以前の列車の運行内容に関する情報、及び前記時点の前に実行した運行計画の変更の情報が入力され、前記実行した運行計画の次に実行する運行計画の変更の情報を出力する運行計画変更判断モデルを生成する判断モデル生成部と、ユーザから指定された時点以前の列車の運行内容に関する情報、及び前記指定された時点の前に実行した運行計画の変更の情報を前記運行計画変更判断モデルに入力し、前記運行計画変更判断モデルから出力された情報に基づいて運行計画の変更内容の情報を作成することを1回以上繰り返すことにより、前記指定された時点以降に段階的に実行する運行計画の変更のそれぞれの候補である変更候補を作成し、作成した各変更候補から所定条件を満たす変更候補を特定し、特定した変更候補を運行計画変更案として作成する運行計画変更案作成部と、を備える運行計画変更支援装置と、前記作成した運行計画変更案に基づき、列車又は列車の設備を制御する進路制御装置とを有する、列車運行管理システム、とする。
 本発明によれば、段階的に実行する運行計画変更案の作成を支援することができる。
 上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
図1は、本実施形態に係る列車運行管理システムの構成の一例を示す図である。 図2は、運行計画変更支援装置が備える構成の一例を示す図である。 図3は、変更入力履歴DBの一例を示す図である。 図4は、計画変更ルールの一例を説明する図である。 図5は、列車運行管理システムが行う列車運行管理処理の概要を説明するフロー図である。 図6は、教師データ作成処理の一例を説明するフロー図である。 図7は、新ラベル生成部の詳細を説明する図である。 図8は、運行計画変更案作成処理の詳細を説明するフロー図である。 図9は、変更提案画面の一例を示す図である。 図10は、変更適用判断処理の詳細を説明するフロー図である。 図11は、変更実行判断処理の詳細を説明するフロー図である。
 図1は、本実施形態に係る列車運行管理システム10の構成の一例を示す図である。列車運行管理システム10は、各列車6の運行計画(列車ダイヤ等)及び運行実績等の、列車の運行を管理するために使用する情報を管理する運行計画管理装置40と、各列車6の走行を追跡して運行実績を取得する列車追跡装置50と、各列車6の進路を制御する進路制御装置60と、各列車6の運行計画の変更を支援する運行計画変更支援装置100とを含んで構成される。
 運行計画管理装置40は、運行計画、運行実績、運行計画変更履歴等、列車の運行を管理するために使用する情報について、運行管理を実施している当日に関する情報と、前日以前に関する情報とを、それぞれ管理している。運行計画管理装置40は、1日分の列車の運行の終了後、その日に関する当初の運行計画、終日分の運行実績、及び終日分の計画変更履歴の各情報を過去履歴データとして過去履歴データベースに追加し、さらに、翌日の運行管理に向けて、各種情報の初期化を行う。具体的には、例えば、運行計画管理装置40は、運行計画を翌日のものに更新し、運行実績を空にし、計画変更履歴を空にする。運行計画管理装置40はまた、運行計画変更支援装置100から運行計画変更案を受信すると、受信した運行計画変更案に基づき運行計画を変更し、さらに、受信した運行計画変更情報と現在時刻を組にして計画変更履歴として記憶する。
 列車追跡装置50は、各種の設備5から、車両の在線状況の情報を取得し、取得した在線状況の情報及び運行計画に基づき、各列車6の運行実績(走行履歴)を作成する。列車追跡装置50は、作成した運行実績を運行計画変更支援装置100に送信する。
 進路制御装置60は、各列車6の運行計画等に基づき、列車6又は信号機や転轍機等の設備4に指示情報を送信することで、各列車6の走行(進路)を自動制御する。
 運行計画変更支援装置100は、事故又は天災等のイベントにより列車の運行に支障が生じた場合に、その支障に対応した、列車運行の復旧を目的とする段階的な運行計画の変更を行うための運行計画変更案を、後述する運行計画変更判断モデルに基づき生成する。運行計画変更支援装置100の詳細な構成は後述(図2)する。
 なお、運行計画管理装置40、列車追跡装置50、進路制御装置60、及び運行計画変更支援装置100の間は、通信線(データバス)、専用線、LAN(Local Area Network)、WAN(Wide Area Network)、又はインターネット等の有線若しくは無線の通信ネットワーク3によって通信可能に接続される。
 次に、運行計画変更支援装置100の構成について説明する。
<運行計画変更支援装置>
 図2は、運行計画変更支援装置100が備える構成の一例を示す図である。運行計画変更支援装置100は、CPU(Central Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、GPU(Graphics Processing Unit)、又はFPGA(Field-Programmable Gate Array)等の演算処理装置11と、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等のメモリ12と、HDD(Hard Disk Drive)、又はSSD(Solid State Drive)等の記憶装置13と、マウスやキーボード等で構成される入力装置14と、液晶ディスプレイ又は有機EL(Electro-Luminescence)ディスプレイ等で構成される表示装置15と、NIC(Network Interface Card)、無線通信モジュール、USB(Universal Serial Interface)モジュール、又はシリアル通信モジュール等で構成される通信装置16とを備える。
 また、運行計画変更支援装置100は、予測ダイヤ作成部101、教師データ生成部102、許容不整合記憶部1025、判断モデル生成部103、運行計画変更案作成部104、変更適用判断部105、及び計画変更ルール更新部107の各機能部(プログラム)を備える。
 予測ダイヤ作成部101は、各列車の運行実績(列車の運行に支障が発生している場合は、その運行の支障の情報)と、現在の運行計画(計画ダイヤ)とを入力値とし、将来の運行計画(予測ダイヤ)を予測する。予測ダイヤ作成部101は、例えばマクロ型のシミュレーションを行うシミュレータであり、各列車の各駅への到着又は各駅からの出発の時刻を決定変数として、それらの時刻を計算する。マクロ型のシミュレーションを行う列車運行シミュレータとしては、例えば、PERT(Program Evaluation and Review Technique)の考え方に基づくものが知られている。なお、予測ダイヤ作成部101は、現在時刻以前の部分についても、運行実績に基づいて各列車の各駅への到着又は各駅からの出発の時刻を決定し、シミュレーション結果に含めて出力する。
 なお、予測ダイヤ作成部101は、予測ダイヤと共に、その予測ダイヤにおける列車の運行に不整合(進路競合)があればその不整合の情報を出力する。不整合とは、列車の進路競合により列車走行が不可能となる状況を指し、例えば、複数の列車が同一の時間帯に同一の番線に入線する等の番線競合、又は複数の列車間の出発順序の矛盾である。
 教師データ生成部102は、過去に指令員等のオペレータが検討(入力)し実行した段階的な運行計画の変更に関する情報(すなわち運行計画の変更の順序の情報)を、運行計画変更判断モデルの教師データとして生成する。本実施形態では、教師データ生成部102は、過去に発生した支障について、その支障発生時点以前の列車の運行内容、支障発生時点の前に実行した運行計画の変更、及び、その実行した運行計画の次の段階に実行した運行計画の変更に関する情報(具体的には変更の内容、及び検討後変更を実際に実行したか否か等)を対応づけた情報を生成する。
 なお、運行計画変更判断モデルは、本実施形態では、複数の入出力層からなるニューラルネットワークとして構成される学習済みモデルであるものとするが、その他の種類の学習済みモデルであってもよい。
 ここで、同一の列車に対して同一の駅で行う複数の運行計画の変更(例えば、発着時刻の変更及び発着番線の変更)を、1つの運行計画の変更の単位(同時に実行する運行計画の変更)とみなしてもよいし、同一の駅における出発順序が連続した列車に対する同一の運行計画変更を1つの運行計画変更の単位とみなしてもよい。
 許容不整合記憶部1025は、過去に段階的に実行した各運行計画の変更のうち、その変更により列車の不整合が発生したがその後の段階の変更により当該不整合が解消した運行計画の変更の情報(以下、許容不整合情報という)を記憶する。
 判断モデル生成部103は、教師データ生成部102が生成した教師データに基づき、運行計画変更判断モデルを生成する。
 すなわち、運行計画変更判断モデルは、ある時点以前の列車の運行内容に関する情報、及びその時点の前に実行した運行計画の変更の情報が入力され、その実行した運行計画の次に実行する運行計画の変更の情報を出力する。なお、上記時点の前に実行した運行計画の変更の情報としては、上記時点の前に実行した運行計画の変更の種類及び回数の情報が含まれる。
 本実施形態では、前記のように運行計画の変更は、複数の変更要素を組み合わせてなる場合があるものとする(例えば、ある列車に関する発着時刻の変更及び番線の変更の各変更要素からなる)。運行計画変更支援装置100は、これら複数の変更要素からなる運行計画の変更を同一の運行計画の変更(以下、変更グループという)として設定する。
 運行計画変更案作成部104は、ユーザから指定された支障又は通勤ラッシュ等で自然に発生する遅延(以下、新規支障という)に関して、新規支障に基づく運行ダイヤ(予測ダイヤ)又は運行計画変更判断モデルから算出される運行ダイヤ(予測ダイヤ)を順次、運行計画変更判断モデルに入力することで、運行計画の変更の情報を少なくとも1回以上作成しつつ、新規支障の時点以降に段階的に実行する運行計画の変更のそれぞれの候補である変更候補を作成し、作成した各変更候補から所定条件を満たす変更候補を特定し、特定した変更候補を運行計画変更案として作成する。
 例えば、運行計画変更案作成部104は、各変更候補が示す変更が適用された場合の運行計画(予測ダイヤ)の評価値を算出し、算出した評価値が最適値であるか否かを判定し、評価値が最適値であると判定した場合に、上記各変更候補を(上記所定条件を満たす変更候補として)特定する。なお、満たすべき所定条件は、不整合の解消、運行上の制約条件(列車の駅での折り返しに必要な時間、列車の出発順序の条件等)、及び後述する計画変更ルール等がある。
 変更適用判断部105は、変更候補に複数の変更要素がある場合には、その変更候補における変更要素の組み合わせ(パターン)を複数作成し、作成した複数の組み合わせのそれぞれに対して、運行計画の変更の効果を表すことが可能な評価値の変動を算出し、算出した評価値の変動に基づき、その複数の組み合わせのうち変更候補として特定する変更要素の組み合わせを決定する。
 また、変更適用判断部105は、許容不整合情報に基づき、運行計画変更案作成部104が作成した変更候補が示す変更による不整合が後の段階で解消されるか否かを判定し、当該不整合が後の段階で解消されると判定した場合に、その作成した変更候補を、(上記所定条件を満たす変更候補として)特定する。
 計画変更ルール更新部107は、予め管理者等により定められた、運行計画の変更に際して適用されるルールである計画変更ルールを生成又は更新する。計画変更ルールは、例えば、運行ダイヤに列車の遅延又は不整合がある場合にその遅延又は不整合を強制的に解消するルールであり、運行計画変更判断モデルにより作成される運行計画変更案では直接コントロールできない場合においても、遅延又は不整合を解消可能なルールである。
 次に、運行計画変更支援装置100は、変更入力履歴DB200、計画変更教師データDB215、変更判断モデルDB220、計画変更ルールDB230、不整合履歴DB240、許容不整合リストDB250、列車ダイヤDB260、走行実績DB270、及び運行計画変更案DB280の各データを記憶する。なお、ここではこれらのデータはデータベースとして記憶されるものとするが、データの記憶形式は特に制限されるものではない。
 変更入力履歴DB200は、指令員等のオペレータにより過去に入力された段階的に行われた運行計画の変更の履歴を記憶している。
(変更入力履歴DB)
 図3は、変更入力履歴DB200の一例を示す図である。変更入力履歴DB200は、支障に関する情報が設定される支障201、及び、支障201に関する運行計画の変更に関する入力情報が設定される計画変更入力202の各データ項目を有する。
 このうち支障201は、支障が発生した年月日が設定される年月日203、支障が発生した時刻である支障発生時刻204、支障が終了した時刻である支障終了時刻205、及び、支障が発生した場所(駅等)である支障駅206の各データ項目を有する。
 計画変更入力202は、支障201を原因とする運行計画の変更の対象となる列車(変更対象列車)のIDが設定される列車ID207、運行計画の変更の対象となる駅(変更対象駅)のIDが設定される駅ID208、運行計画の変更の種別(変更種別)のIDが設定される変更種別209、変更対象列車の運行計画の変更に伴って変更を受ける他の列車(関係列車)のIDが設定される関係列車210、列車ID207、駅ID208、変更種別209、及び関係列車210により特定される運行計画の変更の具体的な内容が設定される変更内容211、並びに、変更内容211が示す運行内容の変更を実際に行ったか否かの情報が設定される実行有無212の各データ項目を有する。なお、変更種別209には、例えば、列車の駅における発着順序の変更、列車の発着番線の変更といった情報が設定される。
 なお、列車の運行に際して発生した一つの支障に対しては、運行計画の段階的な変更が行われるため、変更入力履歴DB200には、同一の年月日の支障に対しては複数のレコードが存在する場合がある。なお、変更入力履歴DB200は、自動的に設定されてもよいし、指令員等オペレータにより入力されてもよい。
 続いて、図2に示すように計画変更教師データDB215は、教師データ生成部102が生成した教師データを記憶している。
 変更判断モデルDB220は、判断モデル生成部103が生成した運行計画変更判断モデルを記憶している。
 計画変更ルールDB230は、計画変更ルールを記憶している。例えば、計画変更ルールDB230は、運行計画の変更を行う場合の列車の運行内容と、対応する変更内容とを対応づけて記憶する。
(計画変更ルール)
 図4は、計画変更ルールの一例を説明する図である。ある駅に到着している列車の遅延のために、他の列車のその駅への到着が遅延している場合231、両列車の当該駅への到着順序及び出発順序を変更する。計画変更ルールは、到着順序や出発順序の変更前の各列車間の各種順序情報と遅延情報、変更後の各列車(関係列車を含む)間の各種順序とを含む情報を記憶する。
 次に、図2に示すように不整合履歴DB240は、過去の列車の運行内容及び予測される列車の運行内容(予測ダイヤ)のそれぞれにおける、不整合の発生及びその解消の履歴の情報を記憶する。
 許容不整合リストDB250は、不整合履歴DB240における不整合のうち、発生したがその後解消された不整合の履歴(許容不整合情報)を記憶している。
 列車ダイヤDB260は、過去の運行計画(過去の運行ダイヤ)、及び予測された運行内容(予測ダイヤ)の情報を記憶している。
 走行実績DB270は、各列車の過去の走行履歴(運行実績)を記憶している。
 運行計画変更案DB280は、運行計画変更案作成部104が作成した運行計画変更案を記憶する。
 以上に説明した運行計画変更支援装置100の各機能は、演算処理装置11が、メモリ12又は記憶装置13に格納されている各プログラムを読み出して実行することにより実現される。また上記のプログラムは、例えば、記録媒体に記録して配布することができる。
 次に、列車運行管理システム10が行う処理について説明する。
 図5は、列車運行管理システム10が行う列車運行管理処理の概要を説明するフロー図である。
 まず、運行計画変更支援装置100は、事前に運行計画変更判断モデルの教師データを作成する教師データ作成処理を実行する(s1)。なお、運行計画変更支援装置100は、教師データ作成処理s1を所定のタイミング(例えば、日々の運行終了後などの所定の時刻、所定の時間間隔)で実行してもよいし、変更入力履歴DB200が更新されたタイミングで実行してもよい。
 その後、運行計画変更支援装置100は、s1で作成した教師データに基づき運行計画変更判断モデルを生成する。運行計画変更支援装置100は、日々の列車運行の中で遅延や車両等の故障など支障が発生した際に、生成した運行計画変更判断モデルを用いて新たな運行計画(運行計画変更案)を作成する運行計画変更案作成処理s3を実行する(s3)。
 運行計画変更支援装置100は、s3で作成した運行計画変更案を表示装置15に表示してオペレータ等に承認入力を要求する。承認入力が得られた場合、運行計画変更支援装置100は、上記作成した運行計画変更案を運行計画管理装置40に送信する。運行計画管理装置40は、受信した運行計画変更案に基づき運行計画を変更し、さらに、受信した運行計画変更案と現在時刻を組にして計画変更履歴として記憶する。進路制御装置60は、運行計画管理装置40が変更した運行計画に基づき、各列車6及び設備5に指示情報を送信することで、列車6及び設備5に対する制御を行う(s5)。
 その後は、s1又はs3以降の処理が繰り返される。以下、教師データ作成処理s1及び運行計画変更案作成処理s3の詳細を説明する。
<教師データ作成処理>
 図6は、教師データ作成処理s1の一例を説明するフロー図である。
 教師データ生成部102は、変更入力履歴DB200から、過去に起きた一つの支障(以下、対象支障という)の情報(以下、対象支障情報という)及び、これに対応した運行計画の変更の情報(以下、計画変更情報という)を抽出する(s11)。具体的には、教師データ生成部102は、変更入力履歴DB200から、支障年月日203又は支障201が同一のレコードを全て選択し、選択したレコードの内容を取得する。
 教師データ生成部102は、s11で抽出した計画変更情報における各運行計画の変更を複数のグループ(変更グループ)に分類しつつ、各変更グループに順序づけを行う(s13)。
 例えば、教師データ生成部102は、各運行計画の変更を、運行計画の変更の実行の順序(運行計画管理装置40が進路制御装置60に制御を指示した時系列順序)に従って順序づけする。この際、教師データ生成部102は、変更対象列車、変更対象駅、及び対象種別ごとに各運行計画の変更を複数のグループに分類し、同一のグループに属する運行計画の変更は、同一の運行計画の変更(すなわち変更グループ)とする。変更グループの決定において、他の列車の走行に係る制御順序に依存しない変更同士を同一のグループに属する変更とすることができるが、各々の運行計画変更を1つの変更グループとしても良い。また、1つの変更グループには1つ以上の運行計画変更が属するものとする。
 ここで、教師データ生成部102は、対象支障が発生した場合の、列車の運行内容(予測ダイヤ)を作成する(s15)。
 具体的には、教師データ生成部102は、対象支障情報、対象支障の発生時までの運行実績(走行実績DB270)、及び対象支障発生時以降の運行計画である列車ダイヤ(列車ダイヤDB260)を予測ダイヤ作成部101に入力することで、予測ダイヤを作成する。
 次に、教師データ生成部102は、s13で分類した変更グループのうち、これまで選択されておらずかつ最も順序が先の変更グループ(上位の変更グループ)を選択する(s17)。
 そして、教師データ生成部102は、s17で選択した変更グループ(選択グループ)を適用した場合の予測ダイヤを作成する(s19、s21)。
 例えば、教師データ生成部102は、現在の予測ダイヤ(s15で作成し又は前回s21で更新した予測ダイヤ)と、選択グループが示す運行計画の変更とを予測ダイヤ作成部101に入力することで、予測ダイヤを更新する。
 次に、教師データ生成部102は、適用前の予測ダイヤ(s19、s21を実行する前の予測ダイヤ)の情報に基づき、運行計画変更判断モデルの教師データにおける特徴量となる、運行計画の変更以前の各列車の運行内容及び運行計画に関する情報を算出する(s23)。
 この特徴量は、各列車の各駅における特徴量であり、選択グループに係る運行計画の変更前における各列車(例えば、変更対象列車又は変更対象列車の前後に発着する関係列車)の各変更対象駅における発着遅延時間、及び、選択グループに係る運行計画の変更前に実行した各運行計画の変更の情報(例えば、変更を実行した運行計画の変更種別、各変更が何段階目の変更かを示す情報。なお、当該変更が最初(1段階目)の変更である場合には、当該情報は設定されない。)を含む。
 また、この特徴量は、例えば、変更入力履歴DB200から取得される、選択グループに対応する対象支障の支障情報又は、不整合履歴DB240から取得される、選択グループに係る運行計画の変更前における不整合情報を含む。
 また、この特徴量は、例えば、変更入力履歴DB200から算出される、選択グループに係る変更対象列車が過去に変更対象列車となった回数を含む。また、この特徴量は、例えば、変更入力履歴DB200から算出される、選択グループに係る運行計画の変更と同種の運行計画の変更が過去に行われた回数の情報を含む。
 さらに、教師データ生成部102は、運行計画変更判断モデルの教師データにおける出力ラベルとなる情報として、選択グループが示す運行計画の変更のうち実際に実行された運行計画の変更の情報を生成する(s23)。
 例えば、教師データ生成部102は、選択グループに係る運行計画に適用可能な変更の情報及び、その変更が実際に行われたか否かに関する情報を、変更入力履歴DB200の変更内容211及び実行有無212からそれぞれ取得する。なお、運行計画に適用可能ではあるが、変更入力履歴DB200に存在しない変更については実際には変更していないため、出力ラベルは「否」である。
 さらに、教師データ生成部102は、s19、s21で特定し又は算出された更新前後の予測ダイヤを比較することで、選択グループに係る運行計画の変更の前後により不整合が解消されていれば、その不整合の解消の内容を、許容不整合情報として、許容不整合リストDB250に記憶する(s25)。
 例えば、教師データ生成部102は、s19、s21を実行する前の予測ダイヤの作成時に出力された情報から、不整合の情報を全て取得する。また、教師データ生成部102は、s19、s21を実行した後の予測ダイヤの作成時に出力された情報から、不整合の情報を全て取得する。そして、教師データ生成部102は、取得した各不整合の情報を比較することで、s19、s21を実行したことで解消された不整合の情報を、許容不整合リストDB250に記憶する。
(許容不整合情報)
 ここで図7は、許容不整合情報の一例を説明する図である。まず、2つの列車の発着番線の競合が不整合401(B列車出発後にA列車が到着する番線使用順序、A列車出発後にB列車が出発する出発順序、A列車はP駅到着後に出発するといった着発事象間の順序の矛盾)として発生している。運行計画の変更により、これらの2つの列車の発着番線が異なるものとなった場合402、不整合401は解消される。許容不整合情報は、このような不整合401及び不整合が解消された状態403の列車、駅の着発事象の集合、及びその順序関係をそれぞれ記憶する。
 続いて、図6に示すように、教師データ生成部102は、現在選択中の変更グループの次の順序(段階)の変更グループがある場合は、その変更グループを選択すべく、s17以降の処理を繰り返す(s27)。
 教師データ生成部102は、以上の処理を、変更入力履歴DB200に記憶されている全ての支障について繰り返す。以上で教師データ作成処理s1は終了する。
 その後、判断モデル生成部103は、教師データ作成処理s1で生成した各教師データを運行計画変更判断モデルに入力して機械学習を行うことにより、運行計画変更判断モデルを更新する。
<運行計画変更案作成処理>
 図8は、運行計画変更案作成処理s3の詳細を説明するフロー図である。運行計画変更案作成処理s3は、例えば、列車の運行に関して新規に支障が発生した場合に、自動的に又はユーザからの指定により開始される。
 運行計画変更案作成部104は、新規に発生した支障(以下、新規支障という)に関する情報を設定する(s31)。例えば、運行計画変更案作成部104は、新規支障に関する情報の入力をユーザから受け付けてもよいし、所定の監視システム又は列車追跡装置50等から取得した情報に基づき新規支障の情報を自動的に生成してもよい。
 運行計画変更案作成部104は、新規支障の発生時後の列車の運行内容の予測情報(予測ダイヤ)を作成する(s33)。具体的には、運行計画変更案作成部104は、s31で設定した新規支障の情報と、新規支障の発生時までの運用実績(走行実績DB270)と、現在の運行ダイヤとを予測ダイヤ作成部101に入力することで、予測ダイヤを作成する。
 運行計画変更案作成部104は、s33で生成した予測ダイヤ(又は後述するs41で算出した予測ダイヤ)から、運行計画変更判断モデルの特徴量(s23で算出した特徴量と同様の特徴量)を算出する(s35)。具体的には、運行計画変更案作成部104は、予測ダイヤから抽出されるデータに基づき各列車の各駅における特徴量を抽出する。
 運行計画変更案作成部104は、s35で算出した特徴量を運行計画変更判断モデルに入力することにより、運行計画変更判断モデルから出力される、運行計画の変更に関する情報(すなわち、適用可能な運行計画変更候補に対して運行計画変更判断モデルにより「要」と判断された変更候補)を取得する(s37)。
 変更適用判断部105は、s37で出力された運行計画の変更(変更候補)のうち、所定条件を満たし実際に変更を行う運行計画を決定する変更適用判断処理s39を実行する。変更適用判断処理s39の詳細は後述する。
 運行計画変更案作成部104は、変更適用判断処理s39により決定した運行計画の変更(変更グループ)に基づき、次段階の予測ダイヤを作成する(s41)。例えば、運行計画変更案作成部104は、現在の予測ダイヤに、変更適用判断処理s39により決定した運行計画の変更を適用した運行計画の情報、及び運行実績を予測ダイヤ作成部101に入力することで、予測ダイヤを作成する。
 運行計画変更案作成部104は、s41で作成した予測ダイヤの評価値を算出する(s43)。例えば、運行計画変更案作成部104は、予測ダイヤにおける全列車の全駅における遅延発着時間を合計することで総遅延時間を算出する。
 なお、運行計画変更案作成部104は、その他の種類の評価値を算出してもよく、例えば、全列車の運休本数、全列車の輸送量、運用への影響、新規支障時から元のダイヤに戻るまでの復旧時間、又はそれらの組み合わせでもよい。予測ダイヤの変更前後における評価値の変動は、運行計画の変更の効果を表すものとなる。
 運行計画変更案作成部104は、s43で算出した評価値及び今回以前にs43で算出した評価値に基づき、現在の評価値が最適値を示しているか否か(最適値に収束しているか否か)を判定することで、これまでに変更適用判断処理s39で決定した各運行計画の変更(変更候補)を、運行計画変更案を構成する運行計画の変更として特定(確定)する(s45)。
 例えば、運行計画変更案作成部104は、前回s45で算出した評価値と今回s45で算出した評価値との差が所定閾値以下である場合、又は、これまでに所定回数以上s45で算出した各評価値から極大値を発見した場合に、これまでに変更適用判断処理s39で決定した各運行計画の変更(変更候補)を、運行計画変更案を構成する運行計画の変更として確定する。
 これまでにs39で決定した運行計画の変更を運行計画変更案を構成する運行計画の変更として特定した場合は(s45:Yes)、運行計画変更案作成部104はs47の処理を実行し、これまでにs39で決定した運行計画の変更を運行計画変更案を構成する運行計画の変更として特定しない場合は(s45:No)、運行計画変更案作成部104は、s41で作成したダイヤ予測結果を前提とした新たな運行計画の変更候補の作成、すなわち、s35以降の処理を繰り返し実行する。
 s47において運行計画変更案作成部104は、これまでの処理で決定した各運行計画の変更の結果としての予測ダイヤに、列車の遅延又は不整合が残存するか否かを確認し、遅延又は不整合が残存する場合には、現在の運行計画の変更をさらに強制的に変更してその遅延又は不整合を解消する。
 例えば、運行計画変更案作成部104は、計画変更ルールDB230を参照することで、予測ダイヤから抽出される運行内容に対応する運行計画の変更を検索し、検索した運行計画の変更を、当該予測ダイヤに適用する。
 さらに、運行計画変更案作成部104は、ユーザから、さらなる運行内容の変更の入力を受け付ける(s49)。なお、運行計画変更案作成部104は、入力された変更を、新たな計画変更ルールとして計画変更ルールDB230に記憶してもよい。
 運行計画変更案作成部104は、これまでの処理で決定した列車の運行計画の変更内容を統合し、運行計画変更案として生成する。運行計画変更案作成部104は、生成した運行計画変更案について、教師データ作成処理におけるs13の処理と同様に変更グループを作成し、変更グループごとに所定の画面(変更提案画面)に表示する(s51)。ユーザは変更提案画面を見ながら必要に応じて運行計画変更案の修正を行う。
 その後、教師データ生成部102は、以上のようにして修正された予測ダイヤ(運行計画)を取得し、取得した予測ダイヤに基づいて、教師データを更新する。以上で運行計画変更案作成処理s3は終了する。
<変更提案画面>
 図9は、変更提案画面300の一例を示す図である。変更提案画面300は、運行計画変更表示欄301と、変更実行指定欄302と、再提案欄303とを有する。
 運行計画変更表示欄301には、運行計画変更案作成処理s3により生成された運行計画変更案を構成する各段階の運行計画の変更(変更グループ)の一覧が、変更グループの順序に従って(すなわち、列車又は設備の制御の順序に従って)表示される。具体的には、運行計画変更表示欄301には、変更グループ310における各運行計画の変更の内容311と、各運行計画の変更における変更対象列車312と、各運行計画の変更の適用後の予測ダイヤに存在する不整合の数313と、各運行計画の変更の適用後の遅延時間の増減314とが表示される。ここでは不整合数と遅延時間を表示しているが、各運行計画の変更を適用するかどうかユーザが判断する際に必要なその他の評価指標の値や変化値を表示しても良い。また、運行計画変更表示欄301は、各変更グループ(又は変更グループ内の各変更)を採用して運行計画の変更を確定する場合にユーザから選択される採用可否選択欄315を備える。
 変更実行指定欄302は、運行計画変更表示欄301で採用可否選択欄315が選択されている変更グループ(又は変更グループ内の変更)を適用する(運行計画管理装置40に送信する)場合に、ユーザから指定される。
 運行計画変更表示欄301に表示されている変更グループ(又は変更グループ内の変更)を破棄する場合、採用可否選択欄315の選択解除により、破棄する変更グループがユーザから指定される。なお、ユーザにより採用可否選択欄315の選択が解除された場合には、選択解除された変更グループより後の順序の(下位の)変更グループ(又は変更グループ内の変更)の採用可否選択欄315の選択も自動で解除される。
 再提案欄303は、運行計画変更表示欄301に表示されている変更グループ(又は変更グループ内の変更)のうち、採用可否選択欄315にて選択された変更を変更実行指定欄302にてユーザが確定後、採用可否選択欄315にて選択されていない変更をせずに再度運行計画変更案作成部104の処理を実行する場合に、ユーザから指定される。
<変更適用判断処理>
 次に、図10は、変更適用判断処理s39の詳細を説明するフロー図である。
 まず、変更適用判断部105は、s37で変更が必要と判定され、かつ制約条件を満たす変更候補を抽出する。
 そして、変更適用判断部105は、抽出した変更候補から、これまでに選択していない変更候補のうち最も順序が先の変更候補(列車の制御を最も早くする必要がある列車の走行駅に係る変更候補)を選択する(s71)。
 変更適用判断部105は、s71で選択した列車の走行駅に係る変更候補について、同一の列車に対する同一の駅で行う複数の変更候補がある場合(例えば、番線変更と順序変更)、その変更候補の取り得る組み合わせのうち一つの組み合わせを選択する(s73)(変更候補が一つのみの場合はその一つを選択する)。変更適用判断部105は、選択した組み合わせについて、以下のs75~s79の処理を実行する。
 すなわち、変更適用判断部105は、s73で選択した(以下、選択組み合わせ候補という)を適用する前の予測ダイヤ(以下、適用前ダイヤという)の評価値と、選択組み合わせ候補を適用した後の予測ダイヤ(以下、適用後ダイヤという)の評価値とを算出する(s75)。また、変更適用判断部105は、適用前ダイヤにおける不整合の情報(不整合の数)及び適用後ダイヤにおける不整合の情報(不整合の数)を算出する。
 次に、変更適用判断部105は、s75で算出した、選択組み合わせ候補に係る運行計画の変更による評価値の増減及び、選択組み合わせ候補に係る不整合の数の増減に基づき、選択組み合わせ候補を、変更候補として決定するか否かを判定する変更実行判断処理s77を実行する。変更実行判断処理s77の詳細は後述する。
 変更適用判断部105は、以上のs73~s77の処理を、s71で選択した列車の走行駅に係る変更候補の全ての組み合わせについて実行する(s79)。
 そして、変更適用判断部105は、s77でそれぞれ決定した変更候補の組み合わせのうち最も評価値が高い変更候補の組み合わせを特定する(s81)。
 変更適用判断部105は、次の順序の(次に上位の)列車の走行駅に係る変更候補を選択して、s71~s81の処理を繰り返す(s83)。変更適用判断部105は、変更適用判断処理s39の冒頭で抽出した変更候補において最も順位の低い列車の走行駅に係る変更候補についてまで(すなわち最上位から最下位までの全ての変更候補について)s71~s83の処理を実行すると、変更適用判断処理s39を終了する。
<変更実行判断処理>
 図11は、変更実行判断処理s77の詳細を説明するフロー図である。変更適用判断部105は、予測ダイヤにおける不整合の数及び評価値の増減を判定することで、選択組み合わせ候補の効果を判定し、選択組み合わせ候補に係る運行計画を変更候補として決定するか否かを判定する。
 まず、変更適用判断部105は、選択組み合わせ候補に係る運行計画の変更により予測ダイヤの全列車における不整合の数が減少する(適用後ダイヤにおける不整合の数が適用前ダイヤにおける不整合の数に比べて減少する)、又は、選択組み合わせ候補に係る運行計画の変更により予測ダイヤの全列車の不整合の数は増減していないが予測ダイヤの評価値が改善した、といういずれかの条件を満たしているか否かを判定する(s91)。
 変更適用判断部105は、上記いずれかの条件を満たしている場合は(s91:Yes)、s93の処理を実行し、上記条件のいずれも満たしていない場合は(s91:No)、s95の処理を実行する。
 s93において変更適用判断部105は、選択組み合わせ候補を、変更候補として決定し、変更実行判断処理s77は終了する。
 s95において変更適用判断部105は、選択組み合わせ候補の適用に係る運行計画の変更により予測ダイヤの全列車における不整合の数が増加し、かつ、予測ダイヤの評価値が改善したかという条件が満たされているか否かを判定する。
 変更適用判断部105は、上記条件が満たされている場合は(s95:Yes)、s99の処理を実行し、上記条件が満たされていない場合は(s95:No)、s97の処理を実行する。
 s97において変更適用判断部105は、選択組み合わせ候補を、変更候補として確定しない(変更候補から除外する)ことを決定し、変更実行判断処理s77は終了する。
 s99において変更適用判断部105は、選択組み合わせ候補に係る運行計画の変更により、当該選択組み合わせ候補に係る列車の運行における不整合の数が増加した、すなわち、当該選択組み合わせ候補に係る列車の運行を妨げる不整合が発生するか否かを判定する。
 選択組み合わせ候補に係る列車の運行における不整合の数が増加した場合は(s99:Yes)、変更適用判断部105はs97の処理を実行し、選択組み合わせ候補に係る列車の運行における不整合の数が増加しなかった場合は(s99:No)、変更適用判断部105はs101の処理を実行する。
 s101において変更適用判断部105は、選択組み合わせ候補に係る運行計画の変更により増加した不整合が、解消可能な不整合であるか否かを判定する。例えば、変更適用判断部105は、不整合許容リストDB250の許容不整合情報を検索することで、当該不整合が過去に解消されたか否かを判定する。また、例えば、変更適用判断部105は、運行計画変更案作成部104の処理フロー(運行計画変更案作成処理s3)におけるs35からs45の繰り返し処理の中で、解消及び発生を繰り返し(所定回数以上)ている不整合であるか否かを判定する。
 選択組み合わせ候補に係る運行計画の変更により増加した不整合が、解消可能な不整合である場合は(s101:Yes)、変更適用判断部105は、s93の処理を実行して変更実行判断処理s77は終了し、選択組み合わせ候補に係る運行計画の変更により増加した不整合が、解消不可能な不整合である場合は(s101:No)、変更適用判断部105は、s97の処理を実行して変更実行判断処理s77は終了する。
 以上のように、本実施形態の運行計画変更支援装置100は、ある時点以前の列車の運行内容に関する情報、及びその前に実行した運行計画の変更の情報を特徴量とし、その次に実行する運行計画の変更の情報を出力値とする運行計画変更判断モデルを生成しておき、支障発生時、ユーザから指定された支障又は通勤ラッシュなどで自然に発生する遅延情報等の新規支障を運行計画変更判断モデルに入力し、それにより出力される情報を用いてさらに運行計画変更判断モデルに順次情報を入力していくことで、新規支障以降に段階的に実行する運行計画の変更のそれぞれの候補である変更候補を作成し、作成した各変更候補から所定条件を満たす変更候補を運行計画変更案として作成する。
 このように、本実施形態の運行計画変更支援装置100は、発生した支障に対応して行うべき段階的な運行計画変更に対してそれらの変更要否の情報を出力する運行計画変更判断モデルを用いて運行計画の候補を特定し、それらの候補から所定条件を満たす変更を運行計画変更案とする。このように、過去に指令員等が、発生した支障に対して段階的に行った運行計画の変更のノウハウをモデル化することで、適切な運行計画の変更及び支障に対する復旧を行うことができる。
 以上のように、本実施形態の運行計画変更支援装置100は、段階的に実行する運行計画変更案の作成を支援することができる。
 なお、運行計画変更判断モデルは、ある時点の前に実行した運行計画の変更の種類及び回数を入力値とすることで、段階的に実行される適切な運行計画の変更を高精度で出力することができる。
 また、運行計画変更支援装置100は、運行計画変更判断モデルに対する入力に関して、運行計画変更判断モデルから出力された運行計画の変更の情報に基づき作成された新たな運行内容(予測ダイヤにおける各列車の運行内容)を、運行計画変更判断モデルに順次入力する。このように、運行計画変更判断モデル及び予測ダイヤから各段階の列車の運行内容を順次算出することで、実行されるべき列車の運行計画の変更を適切に予測することができる。
 また、本実施形態の運行計画変更支援装置100は、各変更候補が示す変更が適用された場合の運行計画の評価値を算出し、算出した評価値が最適値であると判定した場合(最適値に収束している場合)に、各変更候補を運行計画変更案としての変更候補として特定する。
 これにより、支障等を解消しうるような段階的な運行計画の変更をより確実に発見することができる。
 また、本実施形態の運行計画変更支援装置100は、同一の列車に対して同一の駅で行う複数の運行計画の変更や、同一の駅における出発順序が連続した列車に対する同一の運行計画変更といった、列車間の走行に係る制御順序に依存しない変更同士を、同時に実行する運行計画の変更として設定する。このように、各列車の運行計画の変更をグループ化することで、より支障等を解消しうるような段階的な運行計画の変更を効率的に発見することができる。
 また、本実施形態の運行計画変更支援装置100は、変更候補における変更要素の組み合わせを複数作成し、作成した複数の組み合わせのそれぞれに対して変更に基づく評価値の変動を算出することで、変更候補として特定する変更要素の組み合わせを決定する。これにより、変更候補が複数の要素からなり様々な運行計画の変更パターンがある場合でも、最も効果の高い変更要素の組み合わせを特定することができる。
 また、本実施形態の運行計画変更支援装置100は、変更候補が示す変更により発生する不整合が後の段階で解消されると判定した場合に、その変更候補を、運行計画変更案としての変更候補として特定し、解消されないと判定した場合には、変更候補から除外する。このように、例えばある段階での変更候補により不整合が発生してもそれが後に解消される場合はその不整合を許容し、その変更候補を採用することで、運行計画変更案たりうる変更候補の選択の幅を増やし、適切な運行計画変更案を特定することがより容易となる。
 また、本実施形態の運行計画変更支援装置100は、運行計画変更案における各変更を、段階的に実行される順に画面に表示する。これにより、ユーザは、実行すべき各段階の運行計画の変更を確認することができる。
 また、本実施形態の列車運行管理システム10は、作成した運行計画変更案に基づき、列車又は列車の設備を制御する進路制御装置60を備える。これにより、支障が発生して段階的に運行計画の変更を行う場合であっても、適切な列車運行制御を行い、運行の復旧を行うことができる。
 なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で、任意の構成要素を用いて実施可能である。以上説明した実施形態や変形例はあくまで一例であり、発明の特徴が損なわれない限り、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。また、上記では種々の実施形態や変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
 例えば、実施形態の各装置が備える各機能の一部は他の装置に設けてもよいし、別装置が備える機能を同一の装置に設けてもよい。
 また、本実施形態では、変更候補が満たすべき所定条件として、制約条件、及び不整合の解消等を説明したが、その他の種類の制約条件を設けてもよい。
 また、本実施形態では、運行計画変更判断モデルは1つの学習済みモデルとして構成したが、複数の学習済みモデルとして構成してもよい。例えば、運行計画の変更種別ごとに運行計画変更判断モデルを設けてもよいし、段階的に行った運行計画の変更について何段階目に行った変更かによって運行計画変更判断モデルを異なるものとしてもよい。
10 列車運行管理システム、100 運行計画変更支援装置、103 判断モデル生成部、104 運行計画変更案作成部

Claims (11)

  1.  プロセッサ及びメモリを有し、
     ある時点以前の列車の運行内容に関する情報、及び前記時点の前に実行した運行計画の変更の情報が入力され、前記実行した運行計画の次に実行する運行計画の変更の情報を出力する運行計画変更判断モデルを生成する判断モデル生成部と、
     ユーザから指定された時点以前の列車の運行内容に関する情報、及び前記指定された時点の前に実行した運行計画の変更の情報を前記運行計画変更判断モデルに入力し、前記運行計画変更判断モデルから出力された情報に基づいて運行計画の変更内容の情報を作成することを1回以上繰り返すことにより、前記指定された時点以降に段階的に実行する運行計画の変更のそれぞれの候補である変更候補を作成し、作成した各変更候補から所定条件を満たす変更候補を特定し、特定した変更候補を運行計画変更案として作成する運行計画変更案作成部と、
     を備える運行計画変更支援装置。
  2.  前記運行計画変更案作成部は、前記作成した各変更候補が示す変更が適用された場合の運行計画の評価値を算出し、算出した評価値が最適値であるか否かを判定し、当該評価値が最適値であると判定した場合に、前記各変更候補を前記所定条件を満たす変更候補として特定する、
     請求項1に記載の運行計画変更支援装置。
  3.  前記判断モデル生成部は、列車間の走行に係る制御順序に依存しない、複数の運行計画の変更同士を、同時に実行する運行計画の変更として設定する、請求項1に記載の運行計画変更支援装置。
  4.  前記判断モデル生成部は、同一の列車に対して同一の駅で行う複数の運行計画の変更、又は、同一の駅における出発順序が連続した列車に対する同一の運行計画変更を、同時に実行する運行計画の変更として設定する、請求項3に記載の運行計画変更支援装置。
  5.  前記変更候補は、運行計画の変更を構成する複数の変更要素を組み合わせてなり、
     前記変更候補における変更要素の組み合わせを複数作成し、作成した複数の組み合わせのそれぞれに対して、変更の効果を表す評価値の変動を算出し、算出した評価値の変動に基づき、前記複数の組み合わせのうち前記変更候補として特定する変更要素の組み合わせを決定する変更適用判断部をさらに備える、
     請求項2に記載の運行計画変更支援装置。
  6.  過去に段階的に実行した各運行計画の変更のうち、その変更により列車の不整合が発生したがその後の段階の変更により当該不整合が解消した運行計画の変更の情報を記憶する許容不整合記憶部と、
     前記記憶した情報に基づき、前記作成した変更候補が示す変更による不整合が後の段階で解消されるか否かを判定し、当該不整合が後の段階で解消されると判定した場合に、前記作成した変更候補を、前記所定条件を満たす変更候補として特定し、当該不整合が後の段階で解消されないと判定した場合に、前記作成した変更候補を、前記所定条件を満たさない変更候補として特定する変更適用判断部とをさらに備える、
     請求項2に記載の運行計画変更支援装置。
  7.  前記判断モデル生成部は、ある時点以前の列車の運行内容に関する情報、前記時点の前に実行した運行計画の変更の種類又は回数のうち少なくともいずれかの情報、及び、前記時点で生じている列車の不整合の情報が入力され、前記実行した運行計画の次に実行する運行計画の変更の情報を出力する運行計画変更判断モデルを生成する、
     請求項1に記載の運行計画変更支援装置。
  8.  前記運行計画変更案作成部は、
     ユーザから指定された時点以前の列車の運行内容に関する情報、及び前記指定された時点の前に実行した運行計画の変更の情報を前記運行計画変更判断モデルに入力し、
     前記運行計画変更判断モデルから出力された運行計画の変更の情報に基づき作成された新たな運行内容に関する情報、及び、前記運行計画変更判断モデルから出力された運行計画の変更の情報を、前記運行計画変更判断モデルにさらに入力することにより、前記変更候補を作成する、
     請求項1に記載の運行計画変更支援装置。
  9.  前記運行計画変更案における各変更を、段階的に実行される順に画面に表示する表示部をさらに備える、請求項1に記載の運行計画変更支援装置。
  10.  情報処理装置が、
     ある時点以前の列車の運行内容に関する情報、及び前記時点の前に実行した運行計画の変更の情報が入力され、前記実行した運行計画の次に実行する運行計画の変更の情報を出力する運行計画変更判断モデルを生成する判断モデル生成処理と、
     ユーザから指定された時点以前の列車の運行内容に関する情報、及び前記指定された時点の前に実行した運行計画の変更の情報を前記運行計画変更判断モデルに入力し、前記運行計画変更判断モデルから出力された情報に基づいて運行計画の変更内容の情報を作成することを1回以上繰り返すことにより、前記指定された時点以降に段階的に実行する運行計画の変更のそれぞれの候補である変更候補を作成し、作成した各変更候補から所定条件を満たす変更候補を特定し、特定した変更候補を運行計画変更案として作成する運行計画変更案作成処理と、
     を実行する運行計画変更支援方法。
  11.  プロセッサ及びメモリを有し、
     ある時点以前の列車の運行内容に関する情報、及び前記時点の前に実行した運行計画の変更の情報が入力され、前記実行した運行計画の次に実行する運行計画の変更の情報を出力する運行計画変更判断モデルを生成する判断モデル生成部と、
     ユーザから指定された時点以前の列車の運行内容に関する情報、及び前記指定された時点の前に実行した運行計画の変更の情報を前記運行計画変更判断モデルに入力し、前記運行計画変更判断モデルから出力された情報に基づいて運行計画の変更内容の情報を作成することを1回以上繰り返すことにより、前記指定された時点以降に段階的に実行する運行計画の変更のそれぞれの候補である変更候補を作成し、作成した各変更候補から所定条件を満たす変更候補を特定し、特定した変更候補を運行計画変更案として作成する運行計画変更案作成部と、を備える運行計画変更支援装置と、
     前記作成した運行計画変更案に基づき、列車又は列車の設備を制御する進路制御装置とを有する、列車運行管理システム。
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