WO2024135110A1 - 駐車・充電管理システム、車両統合管理システム、及び駐車・充電管理方法 - Google Patents

駐車・充電管理システム、車両統合管理システム、及び駐車・充電管理方法 Download PDF

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WO2024135110A1
WO2024135110A1 PCT/JP2023/039424 JP2023039424W WO2024135110A1 WO 2024135110 A1 WO2024135110 A1 WO 2024135110A1 JP 2023039424 W JP2023039424 W JP 2023039424W WO 2024135110 A1 WO2024135110 A1 WO 2024135110A1
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WO
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parking
charging
plan
operation plan
management system
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Application number
PCT/JP2023/039424
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English (en)
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Inventor
正俊 熊谷
道樹 中野
周平 藤原
Original Assignee
株式会社日立製作所
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Publication date
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/26—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
    • G01C21/34—Route searching; Route guidance
    • 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
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/14—Traffic control systems for road vehicles indicating individual free spaces in parking areas

Definitions

  • the present invention relates to a parking and charging management system, a vehicle integrated management system, and a parking and charging management method.
  • FMS fleet management system
  • Patent Document 1 discloses a technology for creating operation plans that satisfy the unique constraints of EVs.
  • the present invention was made in consideration of the above-mentioned background, and aims to calculate an EV parking and charging plan that satisfies EV-specific constraints so that an EV operation plan created using an existing FMS that cannot handle EV-specific constraints can be valid.
  • a parking and charging management system calculates a parking and charging plan including a charging schedule for an electric vehicle at a parking spot equipped with a charger, and includes a parking and charging plan calculation unit that calculates the parking and charging plan using as constraints an operation plan including a departure time when the electric vehicle departs from the parking spot and an arrival time when the electric vehicle arrives at the parking spot, constraints related to the electric vehicle, and constraints related to the charger, and an operation plan establishment determination unit that determines that the operation plan is executable if the parking and charging plan can be calculated by the parking and charging plan calculation unit, and outputs the parking and charging plan if it is executable, and the parking and charging plan calculation unit calculates the parking and charging plan using as constraints a constraint related to the layout of a parking space in which the electric vehicle is parked at the parking spot.
  • an EV parking and charging plan that satisfies EV-specific constraints so that an EV operation plan created using an existing FMS that cannot handle EV-specific constraints can be valid.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of an overview of an embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a vehicle integrated management system according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a hardware configuration of the vehicle integrated management system according to the first embodiment.
  • 5 is a flowchart showing an example of a parking and charging plan creation process according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a data configuration of an initial operation plan.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram for setting basic constraint conditions and basic objective functions.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a data configuration of a parking and charging plan.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of the data configuration of a corrected operation plan.
  • FIG. 11 is a flowchart showing details of a relaxed constraint condition/relaxed objective function setting process.
  • FIG. 1 illustrates a parking stall with a first-in-last-out constraint.
  • FIG. 13 is an explanatory diagram of conversion of a departure time correction binary variable and an arrival time correction binary variable.
  • FIG. 13 is an explanatory diagram of the conversion of departure time correction binary variables and arrival time correction binary variables when non-relaxed constraint conditions (part) are set.
  • 11 is a flowchart showing details of a parking management constraint condition setting process (for each vehicle).
  • FIG. 13 is an explanatory diagram of parking management constraints (waiting for replacement); An explanatory diagram of parking management constraints (waiting for replacement) (when suppressing operation plan corrections and only performing replacement).
  • FIG. 11 is a flowchart showing details of the parking management constraint condition setting process (all vehicles). An explanatory diagram of parking space swapping.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of the configuration of a vehicle integrated management system according to a second embodiment.
  • 10 is a flowchart showing an example of a feasibility margin evaluation process according to the second embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of a feasibility margin display.
  • a computer performs processing defined in a program using a processor (e.g., a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit)) while using memory in a main storage device, etc. Therefore, the processor may be the entity that performs processing by executing a program.
  • the processor executes a program, thereby realizing a functional unit that performs processing.
  • the subject of processing performed by executing a program may be a controller, device, system, computer, or node having a processor.
  • the subject of processing performed by executing a program may be a calculation unit, and may include a dedicated circuit that performs specific processing.
  • the dedicated circuit is, for example, an FPGA (Field Programmable Gate Array) or an ASIC (Application Specific Integrated Circuit).
  • the program may be installed on the computer from a program source.
  • the program source may be, for example, a program distribution server or a non-transitory storage medium readable by the computer.
  • the program distribution server may include a processor and a storage resource (storage) for storing the program to be distributed, and the processor of the program distribution server may distribute the program to be distributed to other computers.
  • two or more programs may be realized as one program, and one program may be realized as two or more programs.
  • the vehicles covered in the following embodiments are electric vehicles such as electric vehicles (EVs) and plug-in hybrid vehicles (PHVs), which run on electric energy stored in a charged storage battery.
  • EVs electric vehicles
  • PSVs plug-in hybrid vehicles
  • these vehicles include vehicles that transport passengers or cargo, such as EV buses and EV trucks.
  • a parking and charging plan including a parking schedule and a charging schedule is calculated for an operation plan that includes EVs (Electric Vehicles) and is created by an existing fleet management system (FMS).
  • the parking and charging plan is calculated to minimize objective functions such as CO2 emissions and costs, taking into account constraints related to vehicles, constraints related to chargers, and constraints related to the layout of parking spaces in parking spots equipped with chargers (including parallel parking order constraints).
  • vehicle-related constraints include, for example, the vehicle's SoC and the amount of power consumed while driving.
  • Charger-related constraints include the power receiving capacity of the parking spot where the vehicle is charged and the charger output.
  • the existing FMS operation plan is "not executable for EVs”
  • the departure and arrival times for the parking spots in the operation plan are corrected and the parking and charging plan is calculated.
  • “Not executable for EVs” means, for example, that the charging time or power receiving capacity is constrained, so the amount of charge is insufficient, or allocation to a parking space equipped with a charger cannot be achieved.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of an overview of the first embodiment.
  • an optimization calculation of a parking and charging plan is performed with the initial departure time and initial arrival time in the initial operation plan as constraint conditions. If the parking and charging plan can be calculated, it is determined that the initial operation plan can be executed.
  • the departure time and arrival time are made variables as a mitigation operation, and (corrected departure time - original departure time) and (original arrival time - corrected arrival time) are added to the objective function in the optimization calculation of the parking and charging plan.
  • EV1 has its parking spot stay period increased by correcting both its initial departure time and initial arrival time.
  • EV2 has its parking spot stay period increased by correcting only its initial arrival time.
  • (Configuration of vehicle integrated management system 1S according to embodiment 1) 2 is a diagram showing an example of the configuration of a vehicle integrated management system 1S according to embodiment 1.
  • the vehicle integrated management system 1S targets fleet operators (bus operators, truck operators, etc.) that operate a plurality of vehicles including EVs.
  • the vehicle integrated management system 1S is composed of a fleet management system 1 and a parking and charging management system 5.
  • the fleet management system 1 is an existing system that has an operation planning unit 31, an operation schedule setting unit 42a, and a vehicle unusable period setting unit 42b.
  • the operation planning unit 31 creates an operation plan for the target vehicle based on the operation schedule 42a1 of the target vehicle set by the operation schedule setting unit 42a and the information on the vehicle unusable period 42b1 of the target vehicle set by the vehicle unusable period setting unit 42b.
  • the information on the vehicle unusable period 42b1 is information about the period during which the vehicle cannot be used, for example, for inspection, etc.
  • the bus schedule includes information on the routes and times of the vehicles operated by the fleet operator, as well as the required transportation capacity of the fleet operator.
  • the operation plan includes information on the allocation of vehicles to routes in the bus schedule, the routes, and the departure and arrival times at each point on the routes.
  • the operation planning unit 31 outputs the created initial operation plan 311 to the parking and charging plan calculation unit 71 of the parking and charging management system 5.
  • the operation planning unit 31 also outputs information on the EV operation route 312 from the created initial operation plan 311 to the power consumption prediction unit 74.
  • the parking and charging management system 5 is a system that adds a parking and charging planning function as an EV management function to the existing fleet management system 1.
  • the parking and charging management system 5 has a parking and charging plan calculation unit 71, an operation plan establishment determination unit 72, an operation plan relaxation unit 73, a power reception constraint setting unit 82a, a parking and charging constraint setting unit 82b, a vehicle constraint setting unit 82c, a waiting constraint setting unit 82d, and a relaxation order setting unit 82e.
  • the power receiving constraint setting unit 82a, the parking and charging constraint setting unit 82b, the vehicle constraint setting unit 82c, and the waiting constraint setting unit 82d are functional units that input various constraints when the parking and charging plan calculation unit 71 calculates the parking and charging plan.
  • the power receiving constraint setting unit 82a sets power receiving constraints such as the power receiving upper limit (kW) of the power receiving equipment, electricity charges (kW base charge/kWh metered charge), and CO2 emission coefficient (kg-CO2/kWh) in the parking and charging plan calculation unit 71.
  • the parking and charging constraint setting unit 82b sets parking and charging constraints such as the layout of the parking space and the output (kW) of the charger provided in the parking space in the parking and charging plan calculation unit 71.
  • the vehicle constraint setting unit 82c sets vehicle constraints such as the battery capacity (kWh) of each vehicle in the parking and charging plan calculation unit 71.
  • the waiting constraint setting unit 82d sets waiting constraints such as the driver's possible waiting period before and after the vehicle's traveling period, and whether or not parking spaces can be switched for each vehicle in the parking and charging plan calculation unit 71.
  • the relaxation order setting unit 82e sets the order (relaxation order) of vehicles for which the initial operation plan 311 is relaxed in the parking and charging plan calculation unit 71.
  • the vehicle unit to which the relaxation order is assigned may be a single vehicle or a group of multiple vehicles.
  • the parking and charging plan calculation unit 71 adds relaxed constraint conditions and relaxed objective functions while sequentially expanding the target range of vehicles for which relaxed constraint conditions and relaxed objective functions are additionally set according to the relaxation order until the parking and charging plan can be calculated, and executes the calculation of the parking and charging plan.
  • the parking and charging plan calculation unit 71 calculates the parking and charging plan using the initial departure and arrival times of the initial operation plan 311, the predicted power consumption amount 741 associated with driving, and other constraints as constraint conditions, and KPIs (Key Performance Indicators) such as CO2 reduction, cost reduction, and the weighted sum of these as objective functions.
  • KPIs Key Performance Indicators
  • Other constraints include the vehicle's SoC, the power receiving capacity and charger output of the parking spot, the layout of the parking lot equipped with chargers (for example, parallel parking order constraints), etc.
  • the operation plan establishment determination unit 72 determines whether the initial operation plan 311 created by the operation planning unit 31 can be executed based on whether the parking and charging plan can be calculated in the parking and charging plan calculation unit 71. If the parking and charging plan can be calculated in the parking and charging plan calculation unit 71 (if a feasible solution is obtained in the optimization calculation), the operation plan establishment determination unit 72 determines that the initial operation plan 311 created by the operation planning unit 31 can be executed, and outputs the parking and charging plan 711 to the operation planning unit 31.
  • the operation plan establishment determination unit 72 outputs the parking and charging plan 711 to the operation planning unit 31 and the corrected operation plan 712 to the vehicle unusable period setting unit 42b.
  • the operation planning unit 31 creates an operation plan that reflects the correction of the initial departure time and the initial arrival time based on the corrected operation plan 712 set in the vehicle unavailable period setting unit 42b.
  • the fleet management system 1 can change the management status of its own fleet to one that reflects the parking and charging plan by importing the output results of the parking and charging management system 5 via the vehicle unavailable period setting unit 42b.
  • the operation plan relaxation unit 73 sets relaxed constraint conditions and a relaxed objective function in the parking and charging plan calculation unit 71.
  • (Hardware configuration of the vehicle integrated management system 1S according to the first embodiment) 3 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of a vehicle integrated management system 1S according to embodiment 1.
  • a fleet management system 1 and a parking and charging management system 5 each run on a different computer.
  • the fleet management system 1 has a communication device 2, a processor 3, a memory 41, and an input/output device 42.
  • the input/output device 42 includes input devices such as a keyboard and a mouse, and an output device such as a display.
  • the fleet management system 1 also has a storage device that stores programs and various data.
  • the processor 3 executes a predetermined program in cooperation with the memory 41 to realize the operation planning unit 31.
  • the processor 3 also executes a predetermined program in cooperation with the memory 41 to realize an operation schedule setting unit 42a and a vehicle unusable period setting unit 42b as input functions on the input/output device 42.
  • the parking and charging management system 5 has a communication device 6, a processor 7, a memory 81, and an input/output device 82.
  • the input/output device 82 includes input devices such as a keyboard and a mouse, and an output device such as a display.
  • the parking and charging management system 5 also has a storage device that stores programs and various data.
  • the processor 7 executes a predetermined program in cooperation with the memory 81 to realize a parking and charging plan calculation unit 71, an operation plan establishment determination unit 72, an operation plan relaxation unit 73, and a power consumption prediction unit 74.
  • the power consumption prediction unit 74 is an existing function and may be a function external to the parking and charging management system 5.
  • the processor 7 also executes a predetermined program in cooperation with the memory 81 to realize a power reception constraint setting unit 82a, a parking and charging constraint setting unit 82b, a vehicle constraint setting unit 82c, a waiting constraint setting unit 82d, and a relaxation order setting unit 82e as input functions on the input/output device 82.
  • the fleet management system 1 and the parking and charging management system 5 transmit and receive information by the communication devices 2 and 6 communicating over a network.
  • the parking and charging management system 5 is an add-in system that transmits to the fleet management system 1 amended operation plans and parking and charging plans created for the initial operation plans from the fleet management system 1 of each fleet operator.
  • the parking and charging management system 5 may be a cloud system that transmits amended operation plans and parking and charging plans to the fleet management system 1.
  • the parking and charging management system 5 may also be included in the fleet management system 1.
  • (Parking and charging plan creation process according to the first embodiment) 4 is a flowchart showing an example of a parking and charging plan creation process according to embodiment 1.
  • the parking and charging plan creation process according to embodiment 1 is executed every time an initial operation plan is created in response to an instruction from an operator or by the operation planner 31.
  • Step S11 The parking and charging plan calculation unit 71 receives an input of the initial operation plan 311 ( FIG. 5 ) from the operation planning unit 31, and an input of a power consumption predicted value 741 from the power consumption prediction unit 74.
  • the power consumption predicted value 741 is calculated by the power consumption prediction unit 74 based on information on the EV operation route 312 ( FIG. 5 ) included in the initial operation plan 311.
  • step S11 the parking and charging plan calculation unit 71 proceeds to step S12.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the data configuration of the initial operation plan 311.
  • the initial operation plan 311 has the following items: "Vehicle,” “Operation route,” “Location,” “Event,” “Date,” “Time,” “Correction possible,” “Relaxation order,” “Correction time,” and “Amount of correction.” Of these items, “Correction possible” and “Relaxation order” are items added by the relaxation order setting unit 82e.
  • the initial operation plan 311 stores, for each "vehicle,” the "date” and “time” of departure or arrival at each "point” on the route identified by the "operation route,” as well as the "possibility of correction” for each "time.”
  • the initial operation plan 311 also stores a "relaxation order” that indicates the priority of each "vehicle” for relaxing the constraint conditions and objective function when calculating the parking and charging plan.
  • the "correction time” and “correction amount” are "NaN" (data not stored).
  • correction possible may be set for each "vehicle” group.
  • Step S12 The parking and charging plan calculation unit 71 calculates a parking and charging plan with the times of "events", “departure”, and “arrival” of the initial operation plan 311 and the predicted power consumption value 741 as constraints.
  • the basic constraints and objective functions of the charging plan for the initial operation plan 311 can be described and calculated in the same manner as the method described in, for example, Literature 1 "Vehicle allocation/charging plan to expand electrification coverage in route delivery with mixed operation of EV and diesel vehicles" (Masatoshi Kumagai et al., Electrical Engineering Society of Japan, Electric Power and Energy Division Conference 2022).
  • the parking management constraints unique to this embodiment will be described later.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram regarding the setting of the basic constraint conditions and the basic objective function.
  • Tm(e, m) (Tdp(e,m) + Tar(e,m))/2...(1)
  • the initial departure time Tdp(e,m) and the initial arrival time Tar(e,m) are described by the driving period m, which is a serial number independent of the parking spot a.
  • the initial departure time Tdp(e,n,a) and the initial arrival time Tar(e,n,a) are the departure time and arrival time distinct for each parking spot a.
  • the basic constraints for the parking and charging plan calculated in step S12 include the basic constraints (changes in stored power) and the basic constraints (power receiving capacity).
  • the basic constraints include the constraint (equation (2)) that expresses the change in the amount of stored energy b(e,t) of vehicle e, and the constraint (equation (3)) on the upper and lower limits of the amount of stored energy b(e,t).
  • ⁇ _k* represents the sum of * for all indexes k.
  • equation (2) is a constraint that the amount of stored energy b(e,t) in time frame t is the sum of the amount of charge ⁇ _a y(e,t,a) in time frame t to the amount of stored energy b(e,t-1) in time frame t-1, and subtracted by the predicted power consumption value B(e,t).
  • Equation (3) is a constraint that the change in the amount of stored energy b(e,t) due to charging and driving is limited to between the lower limit Bmin(e) and upper limit Bmax(e) of the amount of stored energy in vehicle e.
  • equation (4) is a constraint that the sum of the charging energy y(e,t,a) and base load Wbase(t,a) of each EV for each parking spot a must be less than or equal to the upper limit Wmax(a) based on the receiving capacity and contracted power.
  • the basic objective function of the parking and charging plan calculated in step S12 includes a basic objective function (term for minimizing CO2 emissions) and a basic objective function (term for minimizing charging costs).
  • Equation (5) The basic objective function (term for minimizing CO2 emissions) is expressed by equation (5).
  • Kc(t,a) is the CO2 emission coefficient (kg-CO2/kWh) of electricity for parking spot a in time frame t.
  • Equation (6) The basic objective function (term for minimizing charging cost) is expressed by Equation (6).
  • Kp(t,a) is the unit price of electricity (yen/kWh) for parking spot a in time frame t.
  • Step S13 The operation plan establishment determination unit 72 determines whether the operation plan is executable based on whether the parking and charging plan can be calculated in step S12. "The parking and charging plan can be calculated” means that a parking and charging plan that satisfies the constraints of the initial operation plan can be solved by mathematical programming or the like. If the parking and charging plan can be calculated (step S13 YES), the operation plan establishment determination unit 72 determines that the operation plan is executable and moves the process to step S14, and if the parking and charging plan cannot be calculated (step S13 NO), it determines that the operation plan cannot be executed as it is and moves the process to step S15.
  • Step S14 The operation plan establishment determination unit 72 outputs the parking and charging plan 711 that was able to be calculated in step S13 to the operation planning unit 31, and ends the parking and charging plan creation process.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of the data configuration of a parking and charging plan 711.
  • the parking and charging plan 711 has the fields “vehicle,” “date,” “time,” “location,” “parking section,” and “charge amount.”
  • the parking and charging plan 721 stores plan information on when ("date,” “time”), where ("location” and “parking section"), and how much each "vehicle” will charge (“charge amount”).
  • charge amount Charge amount
  • Step S16 The operation plan relaxing unit 73 additionally sets the relaxed constraint condition and the relaxed objective function in the parking and charging plan calculation unit 71. Then, the parking and charging plan calculation unit 71 executes a relaxed constraint condition/relaxed objective function setting/parking and charging plan recalculation process for recalculating the parking and charging plan under the additionally set relaxed constraint condition and relaxed objective function.
  • the relaxed constraint conditions are constraint conditions that exclude the departure and arrival times in the initial operation plan 311 of the vehicles included in the vehicle group g selected in step S15 from the constraint conditions.
  • the relaxed objective function is an objective function that minimizes the sum of the correction amounts of the departure and arrival times in the initial operation plan 311 of the vehicles included in the vehicle group g selected in step S15. Details of the relaxed constraint conditions/relaxed objective function setting process will be described later with reference to FIG. 9.
  • Step S17 The operation plan establishment determination unit 72 determines whether the relaxed operation plan is feasible based on whether the parking and charging plan can be recalculated in step S16. If the parking and charging plan is calculable (step S17 YES), the operation plan establishment determination unit 72 shifts the process to step S18, and if the parking and charging plan is not calculable (step S17 NO), the operation plan establishment determination unit 72 shifts the process to step S19.
  • Step S18 The operation plan establishment determination unit 72 outputs the parking/charging plan 711 that was determined to be calculable in step S17 to the operation planning unit 31, and outputs the corrected operation plan 712 to the vehicle unusable period setting unit 42b, and terminates the parking/charging plan creation process.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of the data configuration of the corrected operation plan 712.
  • data is stored in the "corrected time” and "correction amount” for which no data was stored in the original operation plan 311.
  • the "corrected time” is the arrival time or departure time of each vehicle at each point, calculated together with the parking and charging plan 711 in step S17.
  • the time obtained by subtracting the "time” of the original operation plan from the "corrected time” is stored in the "correction amount.”
  • Step S19 If an unselected vehicle group g exists in step S15, the operation plan establishment determination unit 72 returns the process to step S15, and if an unselected vehicle group g does not exist, the operation plan establishment determination unit 72 moves the process to step S20. In step S15 to which the process is returned from step S19, the operation plan mitigation unit 73 additionally selects the next unselected vehicle group g and moves the process to step S16.
  • Step S20 The operation plan establishment determination unit 72 outputs a notification that correction is not possible to the fleet management system 1. If the predicted power consumption value 741 exceeds the specifications of the EV that is the target of the parking and charging plan in the first place, or if the charging amount is insufficient even after charging for one day due to insufficient output of the EV charger or insufficient capacity of the power receiving equipment, etc., an alert may be output to the fleet management system 1.
  • Fig. 9 is a flowchart showing the details of the relaxed constraint condition/relaxed objective function setting process (step S16 in Fig. 4).
  • FIG 10 is an explanatory diagram of a parking section with a first-in-last-out constraint.
  • the parking section shown in Figure 10 is a first-in-last-out (or last-in-first-out) parking section, where the parking sections are arranged in vertical rows in the depth direction like a bus parking lot, and vehicles can enter and exit only from one side of the row. Therefore, when parking vehicles in sections 1,1, 1,2, and 1,3, when the vehicles enter the parking lot, the vehicle parked in section 1,1 enters first, the vehicle parked in section 1,2 enters second, and the vehicle parked in section 1,3 enters third. When the vehicles leave the parking lot, the vehicle parked in section 1,3 leaves first, the vehicle parked in section 1,2 leaves second, and the vehicle parked in section 1,1 leaves third.
  • Parallel parking itself is a constraint that is also present in the operation of internal combustion engine vehicles, but when combined with the availability of chargers in each space and restrictions on charging time, EV-specific procedures are required for allocating parking spaces.
  • Step S16a The operation plan alleviation unit 73 receives again the initial operation plan 311 (departure and arrival times) and the power consumption prediction value 741 input in step S11 (FIG. 4).
  • Step S16b The operation plan alleviation unit 73 executes a loop of steps S16b to S16q in which a time frame t is selected one by one from a set T of time frames in the parking and charging plan and executed.
  • Step S16c The operation plan alleviation unit 73 executes a loop of steps S16c to S16l in which a vehicle e is selected one by one from the set E of all vehicles and executed.
  • Step S16d The operation plan alleviation unit 73 generates a parking spot stay binary constant Q(e, t) based on the initial operation plan 311.
  • the parking spot stay binary constant Q(e, t) is a binary constant that represents a parking spot stay based on the initial operation plan 311.
  • Q(e, t) 0 (vehicle e is not in the parking spot at time frame t),
  • Q(e, t) 1 (vehicle e stays in the parking spot at time frame t).
  • Step S16e The operation plan alleviation unit 73 generates a departure time correction binary variable q1(e,t) and an arrival time correction binary variable q2(e,t).
  • the departure time correction binary variable q1(e,t) is a binary variable that represents a parking spot stay corresponding to a departure time correction.
  • q1(e,t) 0 (vehicle e is not in the parking spot at time frame t)
  • q1(e,t) 1 (vehicle e stays in the parking spot at time frame t).
  • the arrival time correction binary variable q2(e,t) is a binary variable that represents the stay in the parking spot corresponding to the arrival time correction.
  • q2(e,t) 0 (vehicle e is not in the parking spot in time frame t)
  • q2(e,t) 1 (vehicle e is in the parking spot in time frame t).
  • Step S16f The operation plan alleviation unit 73 generates a parking spot stay binary variable q(e, t) for the corrected operation plan.
  • the parking spot stay binary variable q(e, t) is a binary variable that represents the parking spot stay for the corrected operation plan that combines the correction of the departure time and the correction of the arrival time, and is expressed by Equation (7).
  • q(e,t) Q(e,t)+q1(e,t)+q2(e,t)...(7)
  • the relaxed constraint condition (flag duplication suppression) is a relaxed constraint condition that suppresses duplication of parking spot stay flags (Q(e,t), q1(e,t), and q2(e,t) do not become 1 at the same time), and is expressed as in Equation (8).
  • q(e,t) ⁇ 1 ... (8)
  • Step S16h The operation plan relaxation unit 73 sets a relaxed constraint condition (departure time continuity) for q1(e, t) and q1(e, t+1).
  • Step S16i The operation plan relaxation unit 73 sets a relaxed constraint condition (arrival time continuity) for q2(e, t-1) and q2(e, t).
  • the relaxed constraint conditions (departure time continuity/arrival time continuity) of steps S16h and S16i are as follows:
  • the flag change of Q(e,t) is defined as shown in Equation (9) and Equation (10).
  • the relaxed constraint condition for ensuring continuity up to the initial arrival time is as shown in equation (12).
  • q2(e,t-1) ⁇ q2(e,t), where Tdp(e,n) ⁇ t ⁇ Tar(e,n)-1... (12) If this constraint causes a correction to the arrival time (if q2(e,t) can be 1 before Tar(e,n)), q2(e,t) will only change from 0 to 1 once between the original departure time and the original arrival time (it will not change from 1 to 0).
  • Step S16j The operation plan relaxation unit 73 sets non-relaxed constraint conditions (part) for q1(e, t) and q2(e, t).
  • Step S16k The operation plan mitigation unit 73 executes a parking management constraint condition setting process (for each vehicle). The details of the parking management constraint condition setting process (for each vehicle) will be described later with reference to Fig. 13. In step S16k, the parking management constraint condition for each vehicle is set.
  • Step S16l The operation plan mitigation unit 73 determines whether the loop of steps S16c to S16l has been executed for all vehicles e ⁇ E. If the loop of steps S16c to S16l has been executed for all vehicles e ⁇ E, the operation plan mitigation unit 73 shifts the process to step S16m, and if there is a vehicle e ⁇ E for which the process has not been executed, the operation plan mitigation unit 73 returns the process to step S16c. The operation plan mitigation unit 73 selects the next unselected vehicle e ⁇ E in step S16c to which the process has been returned from step S16l, and shifts the process to step S16d.
  • Step S16m The operation plan mitigation unit 73 executes a parking management constraint condition setting process (all vehicles). The details of the parking management constraint condition setting process (all vehicles) will be described later with reference to Fig. 16. In step S16m, the parking management constraint condition for the total of all vehicles is set.
  • Step S16n The operation plan relaxation unit 73 selects non-relaxed vehicles f one by one from the vehicle set F that is not subject to relaxation of the constraint conditions and the objective function, and executes a loop of steps S16n to S16p.
  • the non-relaxed vehicle set F is the same as E for all vehicles in the first processing of setting the relaxed constraint conditions and the relaxed objective function (all vehicles are not subject to relaxation, which corresponds to the first processing of the parking and charging plan calculation unit 71 based on the initial operation plan 311), and is set to be the complement of the vehicle set that is subject to relaxation in the second and subsequent processing by referring to the relaxation order described in FIG.
  • Step S16p The operation plan mitigation unit 73 determines whether the loop of steps S16n to S16p has been executed for all non-mitigation target vehicles f ⁇ F. If the loop of steps S16n to S16p has been executed for all non-mitigation target vehicles f ⁇ F, the operation plan mitigation unit 73 shifts the process to step S16q, and if there is an unexecuted non-mitigation target vehicle f ⁇ F, the operation plan mitigation unit 73 returns the process to step S16n. In step S16n to which the process has been returned from step S16p, the operation plan mitigation unit 73 selects the next unselected non-mitigation target vehicle f ⁇ F, and shifts the process to step S16o.
  • Step S16q The operation plan alleviation unit 73 determines whether the loop of steps S16b to S16q has been executed for all time frames t ⁇ T. If the loop has been executed for all time frames t ⁇ T, the operation plan alleviation unit 73 shifts the process to step S16r, and if an unexecuted time frame t ⁇ T exists, the operation plan alleviation unit 73 returns the process to step S16b to select the next unselected time frame t ⁇ T, and shifts the process to step S16c.
  • Step S16r The operation plan relaxation unit 73 adds the relaxed constraint conditions set in steps S16g, S16h, and S16i, and the non-relaxed constraint conditions set in steps S16j and S16o to the above-mentioned basic constraint conditions (the basic constraint conditions (change in stored power amount) of equations (2) and (3) and the basic constraint conditions (receiving power capacity) of equation (4)).
  • Step S16s The operation plan relaxation unit 73 adds the parking management constraint conditions set in steps S16k and S16m to the above-mentioned basic constraint conditions (the basic constraint conditions (change in stored power amount) of equations (2) and (3) and the basic constraint conditions (receiving power capacity) of equation (4)).
  • Step S16t The operation plan relaxation unit 73 adds a relaxed objective function to the above-mentioned basic objective function (the basic objective function of equation (5) (term for minimizing CO2 emissions) and the basic objective function of equation (6) (term for minimizing charging costs)).
  • the relaxed objective function minimizes the increase in the parking spot stay duration, and is expressed by equation (13).
  • equation (13) the increase in the parking spot stay duration is minimized.
  • Step S16u The operation plan mitigation unit 73 adds a parking management objective function to the above-mentioned basic objective function (the basic objective function of equation (5) (term for minimizing CO2 emissions) and the basic objective function of equation (6) (term for minimizing charging costs)).
  • the parking management objective function includes a parking management objective function for managing the number of switching (formula (14)) and a parking management objective function for managing the waiting time for switching (formula (15)).
  • a parking management objective function for managing the number of switching (formula (14))
  • a parking management objective function for managing the waiting time for switching (formula (15)).
  • Step S16v The parking and charging plan calculation unit 71 calculates the parking and charging plan of the relaxed constraint conditions and relaxed objective function additionally set in steps S16r, S16s, S16t, and S16u by mixed integer linear programming.
  • Step S16w The parking/charging plan calculation unit 71 converts the departure time correction binary variable q1(e, t) and the arrival time correction binary variable q2(e, t) calculated in step S16v into the departure time and arrival time of the corrected operation plan 712 (FIG. 8), respectively.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram of the conversion of the departure time correction binary variable q1(e,t) and the arrival time correction binary variable q2(e,t) in step S16w.
  • the point at which the departure time correction binary variable q1(e,t) changes from 1 to 0 is the corrected departure time
  • the point at which the arrival time correction binary variable q2(e,t) changes from 0 to 1 is the corrected arrival time.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram of the conversion of departure time correction binary variables and arrival time correction binary variables when non-relaxed constraint conditions (part) are set.
  • the correction of the initial arrival time Tar(e,1) and the initial departure time Tdp(e,2) is suppressed compared to FIG. 11.
  • FIG. 13 is a flowchart showing the details of the parking management constraint condition setting process (for each vehicle) (step S16k (FIG. 9)).
  • Step S16k1 The operation plan alleviation unit 73 generates a parking space replacement binary variable u(e, t) and a possible waiting period binary constant U(e, t).
  • the waiting period binary constant U(e,t) is a binary constant that represents the period during which the parking space can be switched (the period during which the driver is on board) before and after the initial departure time Tdp(e,n) and the initial arrival time Tar(e,n).
  • the waiting period constant Twait is the same when subtracting from the initial departure time Tdp(e,n) and when adding to the initial arrival time Tar(e,n), but it may be a different constant.
  • Step S16k2 The operation plan alleviation unit 73 generates a pre-departure waiting binary variable u1(e, t) and a post-arrival waiting binary variable u2(e, t).
  • the pre-departure waiting binary variable u1(e, t) and the post-arrival waiting binary variable u2(e, t) are binary variables representing waiting periods before departure and after arrival.
  • Step S16k3 The operation plan alleviation unit 73 sets a parking management constraint condition (waiting for replacement) for the binary variables u(e,t), u1(e,t), and u2(e,t) generated in steps S16k1 and S16k2.
  • the parking management constraint condition (waiting for replacement) is a constraint condition that limits the replacement of a parking space to a waiting period, and is expressed as in Equation (16). u(e,t) ⁇ u1(e,t)+u2(e,t) ⁇ U(e,t)...(16)
  • FIG. 15 is an explanatory diagram of the parking management constraints (waiting for swapping) (when operation plan corrections are suppressed and only swapping is performed).
  • q(e,t) Q(e,t). Therefore, as shown in FIG. 15, the swapping of vehicle e before departure is performed before the original departure time Tdp(e,n), and the swapping of vehicle e after arrival is performed after the original arrival time Tar(e,n).
  • Step S16k4 The operation plan mitigation unit 73 determines whether the parking space swap of the vehicle e is permitted by referring to the parking space swapping permission for each vehicle set by the vehicle constraint setting unit 82c. If the parking space swap of the vehicle e is permitted, the operation plan mitigation unit 73 shifts the process to step S16k6, and if not permitted, shifts the process to step S16k5.
  • Step S16k6 The operation plan alleviation unit 73 executes a loop of steps S16k6 to S16k11 for all columns c ⁇ C (C is a set of columns of parking spaces) of the parking spaces shown in FIG. 10, for example.
  • Step S16k7 The operation plan alleviation unit 73 executes a loop of steps S16k7 to S16k10 for all depths d ⁇ D (D is the set of depths of each row of parking spaces) of the parking spaces shown in FIG. 10, for example.
  • Step S16k8 The operation plan alleviation unit 73 generates a parking space allocation binary variable s(e,t,c,d) that indicates the allocation of parking spaces c and d (c is the row of the parking space and d is the depth) for the vehicle e.
  • Step S16k9 The operation plan relaxation unit 73 sets parking management constraints (replacement restrictions) for the parking space allocation binary variable s(e, t-1, c, d) in time frame t-1 and s(e, t, c, d) in time frame t.
  • the parking management constraint (switching restriction) is a constraint that restricts the switching of each vehicle e to parking spaces c and d while the vehicle is staying in the parking spot, and is expressed as in formula (19).
  • is the absolute value of *.
  • Step S16k10 The operation plan mitigation unit 73 proceeds to step S16k11 if the depths d of all parking spaces have been selected in step S16k7, and returns to step S16k7 if there are unselected parking space depths d in step S16k7.
  • the operation plan mitigation unit 73 selects the depth d of the next unselected parking space in step S16k7 to which the process is returned from step S16k10, and proceeds to step S16k8.
  • Step S16k11 If all parking section rows c have been selected in step S16k6, the operation plan mitigation unit 73 proceeds to step S16k12, and if there are unselected parking section rows c in step S16k6, the operation plan mitigation unit 73 returns to step S16k6. The operation plan mitigation unit 73 selects the next unselected parking section row c in step S16k6 to which the operation plan mitigation unit 73 has been returned from step S16k11, and proceeds to step S16k7.
  • the operation plan relaxation unit 73 sets the parking management constraint condition (section allocation).
  • the parking management constraint condition (section allocation) is a constraint condition for allocating a vehicle e staying in a parking spot to one of the parking sections, and is set as shown in formula (20).
  • the operation plan mitigation unit 73 sets the parking management constraint condition (charging amount).
  • the parking management constraint condition (charging amount) is a constraint condition of the charging amount based on the parking space allocation, and is set as shown in Equation (21). y(e,t) ⁇ ⁇ _c ⁇ _d W(c,d) ⁇ s(e,t,c,d)...(21)
  • Equation (21) y(e,t) is the charge amount of vehicle e in time frame t
  • the constant W(c,d) on the right side is the amount of power (kWh/time frame) that can be output by the charger in parking spaces c and d.
  • equation (21) can be written as equation (22).
  • the constant Wu(c,d) in equation (22) is the reduction in the amount of charging power due to the loss of charging time.
  • FIG. 16 is a flowchart showing the details of the parking management constraint condition setting process (all vehicles) (step S16m (FIG. 9)).
  • Step S16m1 The operation plan alleviation unit 73 sets a parking management constraint condition (number of vehicles simultaneously swapped) that limits the number of vehicles simultaneously swapping parking spaces to a constant Umax or less.
  • the parking management constraint condition (number of vehicles simultaneously swapped) is expressed by equation (23).
  • Step S16m2 The operation plan alleviation unit 73 executes a loop of steps S16m2 to S16m7 for all rows c ⁇ C (C is a set of rows of parking spaces) of the parking spaces shown in FIG. 10, for example.
  • Step S16m3 The operation plan alleviation unit 73 executes a loop of steps S16m3 to S16m6 for all depths d ⁇ D (D is a set of depths of the parking spaces) of the parking spaces shown in FIG. 10, for example.
  • Step S16m4 The operation plan mitigation unit 73 sets a parking management constraint condition (number of vehicles) that sets the number of parked vehicles in each parking space to 1 or less.
  • the parking management constraint condition (number of vehicles) is as shown in Expression (24).
  • the parking management constraint condition (number of vehicles) sets the total value of s(e, t, c, d) for all vehicles e to 1 or less. ⁇ _e s(e,t,c,d) ⁇ 1...(24)
  • Step S16m5 The operation plan mitigation unit 73 sets a parking management constraint condition (order) for using the parking spaces in order from the back.
  • the parking management constraint condition (order) is as shown in formula (25). In formula (25), if the number of parked vehicles in parking spaces c and d is 1 for depth d (where d ⁇ 2), the number is also 1 for depth d-1. If depth d is 0, depth d-1 may be 0 or 1.
  • ⁇ _e s(e,t,c,d-1) ⁇ ⁇ _e s(e,t,c,d)...(25)
  • the parking space is a parallel parking space as shown in FIG. 10, when switching parking spaces, it is necessary to move not only the vehicle to be switched, but also the vehicle parked in parallel parking in front of the vehicle to be switched on the entrance/exit side. This is satisfied by setting the parking management constraint condition (sequence). If the vehicle parked in the parking space at the back, away from the entrance/exit of the parking space, were to be moved first and the vehicle parked on the entrance/exit side in front were not moved, the parking management constraint condition (sequence) would be violated.
  • the solution is limited to one in which the vehicle parked in the parking space in front of the vehicle to be switched on the entrance/exit side is moved along with the vehicle to be switched, or a solution in which no other vehicles are parked in the parking space in front of the vehicle to be switched on the entrance/exit side.
  • Step S16m6 If the depths d of all parking spaces are selected in step S16m3, the operation plan mitigation unit 73 proceeds to step S16m7, and if there is an unselected parking space with a depth d in step S16m3, the operation plan mitigation unit 73 returns to step S16m3. The operation plan mitigation unit 73 selects the depth d of the next unselected parking space in step S16m3 to which the operation plan mitigation unit 73 has been returned from step S16m6, and proceeds to step S16m4.
  • Step S16m7 If all parking section rows c have been selected in step S16m2, the operation plan mitigation unit 73 ends this parking management constraint condition setting process (all vehicles), and if there is an unselected parking section row c in step S16m2, the operation plan mitigation unit 73 returns to step S16m2. The operation plan mitigation unit 73 selects the next unselected parking section row c in step S16m2 to which the process is returned from step S16m7, and moves to step S16m3.
  • non-relaxed constraint conditions (part) may be set for at least some of the vehicles e to suppress correction of the departure time and arrival time as much as possible, and a sufficiently large value may be set for the waiting period constant Twait.
  • non-relaxed constraint conditions (part) may be set for all of the vehicles e, and an appropriate value may be set for the waiting period constant Twait. This increases the opportunities for parking space replacement, so that the feasibility of the operation plan and the parking and charging plan may be increased without correcting the operation plan.
  • the explanation of each parking management constraint condition is valid in the same way if the corrected departure time is read as the original departure time, and the corrected arrival time is read as the original arrival time.
  • the parking spot stay binary variable q(e,t), parking space allocation binary variable s(e,t,c,d), parking space replacement binary variable u(e,t), initial departure time Tdp(e,n), and initial arrival time Tar(e,n) are differentiated for each parking spot a.
  • the series of relaxed constraints, relaxed objective functions, parking management constraints, and parking management objective functions are also written using loop processing and total values for parking spot a.
  • the parking spot stay state and the correction of the departure time and arrival time for each parking spot a can be expressed as in equation (26).
  • q(e,t,a) Q(e,t,a)+q1(e,t,a)+q2(e,t,a)...(26)
  • the parking management constraint condition (charging amount) is expressed as equation (29) for each parking spot a. y(e,t,a) ⁇ ⁇ _c ⁇ _d W(a,c,d) ⁇ s(e,t,a,c,d)...(29)
  • the existing FMS can recalculate the operation plan that reflects the EV operation constraints (e.g., EV allocation to a shorter operation route) by setting the correction of the departure time and the arrival time by the corrected operation plan to the vehicle unavailable period of the existing FMS.
  • EV operation constraints e.g., EV allocation to a shorter operation route
  • Emodiment 2 In embodiment 1, when the initial operation plan is not feasible, the operation plan is corrected to delay the departure time of each vehicle point and advance the arrival time, and the optimization calculation of the parking and charging plan is re-executed, thereby making the operation plan feasible and obtaining a corresponding parking and charging plan.
  • the feasibility margin indicates to the operator of the fleet management system 1 how far the departure time of the vehicle at each point can be advanced and how far the arrival time can be delayed until the feasible initial operation plan becomes impossible to execute. Therefore, the operator can manually change the operation plan based on the feasibility margin.
  • the second embodiment will be explained focusing on the differences from the first embodiment.
  • Fig. 18 is a diagram showing an example of the configuration of a vehicle integrated management system 2S according to embodiment 2.
  • the vehicle integrated management system 2S has a parking and charging management system 5B having a feasibility margin evaluation unit 73B instead of the operation plan alleviation unit 73.
  • the vehicle integrated management system 2S and the parking and charging management system 5B are similar to the vehicle integrated management system 1S and the parking and charging management system 5B according to embodiment 1.
  • the processing function of the feasibility margin evaluation unit 73B will be described later with reference to Fig. 19.
  • (Details of the feasibility margin evaluation unit processing) 19 is a flowchart showing an example of a feasibility tolerance evaluation unit process according to embodiment 2.
  • the feasibility tolerance evaluation unit process according to embodiment 2 is the same as the parking and charging plan creation process ( FIG. 4 ) according to embodiment 1 up to step S13, but is different from step S24 onward.
  • Step S13 The operation plan establishment determination unit 72 determines whether the parking and charging plan was calculable in step S12. If the parking and charging plan was calculable (step S13 YES), the operation plan establishment determination unit 72 shifts the process to step S24, and if the parking and charging plan was not calculable (step S13 NO), the operation plan establishment determination unit 72 shifts the process to step S31.
  • Step S24 The feasibility margin evaluation unit 73B executes a loop of steps S24 to S29 for each vehicle e in the set E of all vehicles targeted by the initial operation plan 311. In step S24, the feasibility margin evaluation unit 73B selects an unselected vehicle e from the set E of all vehicles, and proceeds to step S25.
  • Step S25 The feasibility margin evaluation unit 73B corrects the departure time of the initial operation plan 311 of the vehicle e selected in step S24 by ⁇ T, and delays the arrival time by ⁇ T, thereby strengthening the constraint conditions of the parking and charging plan.
  • Step S26 The parking and charging plan calculation unit 71 recalculates the parking and charging plan under the constraint conditions strengthened in step S25.
  • Step S27 The operation plan establishment determination unit 72 determines whether the parking and charging plan was calculable in step S26. If the parking and charging plan was calculable (step S27 YES), the operation plan establishment determination unit 72 returns the process to step S25, and if the parking and charging plan was not calculable (step S27 NO), the operation plan establishment determination unit 72 moves the process to step S28.
  • Step S28 The operation plan establishment determination unit 72 records, for each vehicle, the accumulated advance amount of the departure time and the accumulated delay amount of the arrival time in step S25 as the feasibility margin 723.
  • Step S29 If all vehicles e have been selected in step S24, the operation plan establishment determination unit 72 proceeds to step S30, and if there are any vehicles e that have not been selected in step S24, the operation plan establishment determination unit 72 returns to step S24 to select the next unselected vehicle e, and proceeds to step S25.
  • Step S30 The operation plan establishment determination unit 72 outputs the feasibility margin 723 recorded in step S28 to the fleet management system 1.
  • the fleet management system 1 displays the feasibility margin 723 on the display device 9.
  • Display of feasibility margin 723) 20 is a diagram showing an example of display of the feasibility margin 723.
  • the range in which the departure time can be advanced and the range in which the arrival time can be delayed from the initial departure time and the initial arrival time for each vehicle in the initial operation plan 311 are shown as bar graphs on the display screen 713D of the display device 9. The operator can intuitively grasp the size of the feasibility margin from the length of the bar graph, and can compare the feasibility margin for each EV.
  • the above-mentioned configurations, functional units, processing units, processing means, etc. may be realized in part or in whole in hardware, for example by designing them as integrated circuits.
  • the above-mentioned configurations, functions, etc. may also be realized in software by a processor interpreting and executing a program that realizes each function.
  • Information on the programs, tables, files, etc. that realize each function can be stored in a memory, a hard disk, a recording device such as an SSD (Solid State Drive), an IC card, an SD card, a DVD, etc.
  • SSD Solid State Drive
  • control lines and information lines shown are those that are considered necessary for explanation, and do not necessarily show all of the control lines and information lines in the actual implementation. For example, it can be considered that in reality, almost all of the components are interconnected.
  • the above-mentioned arrangement of the functions and data of the fleet management system 1 and the parking and charging management system 5 is merely an example.
  • the arrangement of the functions and data of the fleet management system 1 and the parking and charging management system 5 can be changed to an optimal arrangement in terms of the performance, processing efficiency, communication efficiency, etc. of the hardware and software that each of them has.
  • 1S, 2S vehicle integrated management system
  • 1 fleet management system
  • 5B parking and charging management system
  • 5B parking and charging management system
  • 9 display device
  • 31 operation planning unit
  • 71 parking and charging plan calculation unit
  • 72 operation plan establishment determination unit
  • 73 operation plan mitigation unit
  • 73B feasibility margin evaluation unit
  • 311 initial operation plan
  • 711 parking and charging plan
  • 712 corrected operation plan
  • 723 feasibility margin.

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Abstract

駐車・充電管理システム（５）は、電動車両が駐車スポットから出発する出発時刻及び駐車スポットに到着する到着時刻を含んだ運行計画と、電動車両に関する制約と、充電器に関する制約と、を制約条件として駐車・充電計画を計算する駐車・充電計画計算部（７１）を有する。また駐車・充電計画が計算可能ならば運行計画を実行可能であると判定し、実行可能の場合に駐車・充電計画を出力する運行計画成立判定部７２を有する。駐車・充電計画計算部（７１）は、駐車スポットにおいて電動車両を駐車する駐車区画のレイアウトに関する制約を制約条件として駐車・充電計画を計算する。

Description

駐車・充電管理システム、車両統合管理システム、及び駐車・充電管理方法
　本発明は、駐車・充電管理システム、車両統合管理システム、及び駐車・充電管理方法に関する。
　バスやトラック等の事業用車両を運行するフリート事業者がある。フリート事業者は、フリート管理システム（ＦＭＳ：Fleet　Management　System）を使い、運行経路、運行時刻、必要輸送力を含む運行ダイヤに基づいて、運行経路への車両の割付、経路上の各地点の出発・到着時刻を含む車両の運行計画を作成する。
　近年、ＥＶ（Electric　Vehicle）の普及に伴い、事業用車両にもＥＶが採用されてきている。ＥＶには、充電計画に基づく蓄電池や充電器に関するＥＶ固有の制約がある。例えば特許文献１には、ＥＶ固有の制約を充足するように運行計画を作成する技術が開示されている。
特開２０１５－６０５７０号公報
　実際の運行計画作成は、ＦＭＳの改修や更新のコストの問題から、運行計画の作成対象がＥＶであっても、内燃機関車向けの既存のＦＭＳを使って行われるケースが多い。既存のＦＭＳは、内燃機関車向けのため、運行計画の作成時に、ＥＶ固有の制約を取り扱うことができない。
　しかし上述の従来技術は、ＥＶ固有の制約を取り扱うことができない既存のＦＭＳを使って作成されたＥＶの運行計画が成立するように、ＥＶ固有の制約を充足するＥＶの駐車・充電計画を計算する手段を提供するものではない。
　本発明は、上述の背景を鑑みてなされたものであり、ＥＶ固有の制約を取り扱うことができない既存のＦＭＳを使って作成されたＥＶの運行計画が成立するように、ＥＶ固有の制約を充足するＥＶの駐車・充電計画を計算することを目的とする。
　本発明の一側面では、充電器を備えた駐車スポットにおける電動車両の充電スケジュールを含んだ駐車・充電計画を計算する駐車・充電管理システムであって、前記電動車両が前記駐車スポットから出発する出発時刻及び該駐車スポットに到着する到着時刻を含んだ運行計画と、該電動車両に関する制約と、前記充電器に関する制約と、を制約条件として前記駐車・充電計画を計算する駐車・充電計画計算部と、前記駐車・充電計画計算部において前記駐車・充電計画が計算可能ならば前記運行計画を実行可能であると判定し、実行可能の場合に該駐車・充電計画を出力する運行計画成立判定部と、を有し、前記駐車・充電計画計算部は、前記駐車スポットにおいて前記電動車両を駐車する駐車区画のレイアウトに関する制約を前記制約条件として前記駐車・充電計画を計算することを特徴とする。
　本願の一側面によれば、ＥＶ固有の制約を取り扱うことができない既存のＦＭＳを使って作成されたＥＶの運行計画が成立するように、ＥＶ固有の制約を充足するＥＶの駐車・充電計画を計算することができる。
実施形態の概要の説明図。 実施形態１に係る車両統合管理システムの構成の例を示す図。 実施形態１に係る車両統合管理システムのハードウェア構成の例を示す図。 実施形態１に係る駐車・充電計画作成処理の例を示すフローチャート。 当初運行計画のデータ構成の例を示す図。 基本制約条件と基本目的関数の設定に関する説明図。 駐車・充電計画のデータ構成の例を示す図。 補正運行計画のデータ構成の例を示す図。 緩和制約条件・緩和目的関数設定処理の詳細を示すフローチャート。 ファーストインラストアウト制約がある駐車区画の説明図。 出発時刻補正バイナリ変数及び到着時刻補正バイナリ変数の変換の説明図。 非緩和制約条件（一部）を設定した場合の出発時刻補正バイナリ変数及び到着時刻補正バイナリ変数の変換の説明図。 駐車管理制約条件設定処理（車両毎）の詳細を示すフローチャート。 駐車管理制約条件（入替待機）の説明図。 駐車管理制約条件（入替待機）の説明図（運行計画の補正を抑制し入替のみを実施する場合）。 駐車管理制約条件設定処理（全車両）の詳細を示すフローチャート。 駐車区画の入替の説明図。 実施形態２に係る車両統合管理システムの構成の例を示す図。 実施形態２に係る実行可能裕度評価処理の例を示すフローチャート。 実行可能裕度表示の例を示す図。
　以下、図面を参照して本願の開示に係る実施形態を説明する。実施形態は、図面も含めて本願を説明するための例示である。実施形態では、説明の明確化のため、適宜、省略及び簡略化がされている。特に限定しない限り、実施形態の構成要素は単数でも複数でもよい。また、ある実施形態と他の実施形態を組み合わせた形態も、本願に係る実施形態に含まれる。
　同一又は類似の構成要素には、同一の符号を付与し、後出の実施形態及び実施例では、説明を省略する、又は差分を中心とした説明のみを行う場合がある。また、同一又は類似の構成要素が複数ある場合には、同一の符号に異なる添字を付して説明する場合がある。また、これらの複数の構成要素を区別する必要がない場合には、添字を省略して説明する場合がある。各構成要素の数は、特に断りがない限り単数でも複数でもよい。
　実施形態において、プログラムが行う処理について説明する場合がある。コンピュータは、プロセッサ（例えばＣＰＵ（Central　Processing　Unit）、ＧＰＵ（Graphics　Processing　Unit））により、主記憶装置のメモリ等を用いながら、プログラムで定められた処理を行う。そのため、プログラムを実行して行う処理の主体を、プロセッサとしてもよい。プロセッサがプログラムを実行することで、処理を行う機能部が実現される。
　同様に、プログラムを実行して行う処理の主体が、プロセッサを有するコントローラ、装置、システム、計算機、ノードであってもよい。プログラムを実行して行う処理の主体は、演算部であればよく、特定の処理を行う専用回路を含んでいてもよい。専用回路は、例えばＦＰＧＡ（Field　Programmable　Gate　Array）やＡＳＩＣ（Application　Specific　Integrated　Circuit）等である。
　プログラムは、プログラムソースから計算機にインストールされてもよい。プログラムソースは、例えば、プログラム配布サーバ又は計算機が読取り可能な非一時的な記憶メディアであってもよい。プログラムソースがプログラム配布サーバの場合、プログラム配布サーバはプロセッサと配布対象のプログラムを記憶する記憶資源（ストレージ）を含み、プログラム配布サーバのプロセッサが配布対象のプログラムを他の計算機に配布してもよい。また、実施形態において、２以上のプログラムが１つのプログラムとして実現されてもよいし、１つのプログラムが２以上のプログラムとして実現されてもよい。
　以下の実施形態で取り扱う車両は、充電した蓄電池に蓄えた電気エネルギーを動力源として走行する電気自動車（ＥＶ：Electric　Vehicle）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＶ：Plug-in　Hybrid　Vehicle）等の電動車両である。例えばＥＶバスやＥＶトラックといった旅客や貨物を運搬する車両が該当する。
［実施形態１］
　先ず実施形態１の概要を説明する。
　実施形態１では、既存のフリート管理システム（ＦＭＳ：Fleet　Management　System）によって作成された、ＥＶ（Electric　Vehicle）を対象に含む運行計画に対して、駐車スケジュール及び充電スケジュールを含む駐車・充電計画を計算する。駐車・充電計画は、車両に関する制約と、充電器に関する制約と、充電器を備えた駐車スポットの駐車区画のレイアウト（縦列駐車の順序制約を含む）に関する制約を考慮し、CO2排出量、コスト等の目的関数を最小化するように計算される。
　ここで車両に関する制約は、例えば車両のＳｏＣや走行に伴う消費電力量である。また充電器に関する制約は、車両を充電する駐車スポットの受電容量や充電器出力である。
　そして、既存のＦＭＳの運行計画が“ＥＶで実行可能でない”場合に、運行計画のうち駐車スポットの出発時刻・到着時刻を補正のうえ、駐車・充電計画を計算する。“ＥＶで実行可能でない”とは、例えば充電時間や受電容量の制約で充電量が足りない、充電器を備えた駐車区画への割当が成立しない等である。
　図１は、実施形態１の概要の説明図である。実施形態１では、先ず、当初運行計画における当初出発時刻・当初到着時刻を制約条件として、駐車・充電計画の最適化計算を行う。駐車・充電計画が計算可能であれば、当初運行計画を実行可能と判断する。
　当初運行計画が実行可能でない場合は、緩和操作として出発時刻・到着時刻を変数化し、駐車・充電計画の最適化計算において、（補正出発時刻－当初出発時刻）と（当初到着時刻－補正到着時刻）を目的関数に付加する。
　この目的関数を最小化（最適化）するように、改めて駐車・充電計画の最適化計算を行うことで、運行計画の補正に伴う駐車スポット滞在期間の増加量を最小化した運行計画の補正と、対応する駐車・充電計画が出力される。
　例えば図１の“ＥＶ１”は、当初出発時刻と当初到着時刻の両方が補正されることで、駐車スポット滞在期間が増加している。“ＥＶ２”は、当初到着時刻のみが補正されることで、駐車スポット滞在期間が増加している。駐車スポット滞在期間の増加によって、充電量が充足し、充電器を備えた駐車区画への車両の割当が成立するようになる。
　なお“ＥＶ３”は、“ＥＶ１”と“ＥＶ２”の当初出発時刻又は当初到着時刻の補正で、当初運行計画が実行可能となったため、当初出発時刻又は当初到着時刻の補正対象とならならず、補正されない。
（実施形態１に係る車両統合管理システム１Ｓの構成）
　図２は、実施形態１に係る車両統合管理システム１Ｓの構成の例を示す図である。車両統合管理システム１Ｓは、ＥＶを含む複数の車両を運行するフリート事業者（バス事業者、トラック事業者等）を対象とする。
　車両統合管理システム１Ｓは、フリート管理システム１及び駐車・充電管理システム５を含んで構成される。
　フリート管理システム１は、運行計画部３１、運行ダイヤ設定部４２ａ、及び車両使用不可期間設定部４２ｂを有する既存システムである。
　運行計画部３１は、運行ダイヤ設定部４２ａから設定された対象車両の運行ダイヤ４２ａ１と、車両使用不可期間設定部４２ｂから設定された対象車両の車両使用不可期間４２ｂ１の情報とに基づいて、対象車両の運行計画を作成する。車両使用不可期間４２ｂ１の情報は、例えば点検等のため車両を使用できない期間に関する情報である。
　ここで運行ダイヤは、フリート事業者が運行する対象車両の運行経路、運行時刻、及び対象のフリート事業者の必要輸送力の情報を含む。また運行計画は、運行ダイヤにおける運行経路への車両の割付、運行経路、及び運行経路上の各地点の出発・到着時刻の情報を含む。
　運行計画部３１は、作成した当初運行計画３１１を、駐車・充電管理システム５の駐車・充電計画計算部７１に出力する。また運行計画部３１は、作成した当初運行計画３１１のうちのＥＶ運行経路３１２の情報を、消費電力量予測部７４に出力する。
　駐車・充電管理システム５は、既存のフリート管理システム１に対して、ＥＶ管理機能として駐車・充電計画機能を付与・追加するシステムである。
　駐車・充電管理システム５は、駐車・充電計画計算部７１、運行計画成立判定部７２、運行計画緩和部７３、受電制約設定部８２ａ、駐車・充電制約設定部８２ｂ、車両制約設定部８２ｃ、待機制約設定部８２ｄ、及び緩和順序設定部８２ｅを有する。
　受電制約設定部８２ａ、駐車・充電制約設定部８２ｂ、車両制約設定部８２ｃ、及び待機制約設定部８２ｄは、駐車・充電計画計算部７１が駐車・充電計画を計算する際の各種制約を入力する機能部である。
　受電制約設定部８２ａは、受電設備の受電上限（kW）や、電気料金（kW基本料金・kWh従量料金）、CO2排出係数（kg-CO2/kWh）等の受電制約を、駐車・充電計画計算部７１に設定する。駐車・充電制約設定部８２ｂは、駐車区画のレイアウト、駐車区画に備えられた充電器の出力（kW）等の駐車・充電制約を、駐車・充電計画計算部７１に設定する。
　車両制約設定部８２ｃは、各車両の蓄電池容量（kWh）等の車両制約を、駐車・充電計画計算部７１に設定する。待機制約設定部８２ｄは、車両の走行期間前後での運転士の待機可能期間、車両毎の駐車区画の入替可否等の待機制約を、駐車・充電計画計算部７１に設定する。
　緩和順序設定部８２ｅは、当初運行計画３１１を緩和する車両の順序（緩和順序）を、駐車・充電計画計算部７１に設定する。緩和順序が付与される車両の単位は、１台の車両でも、複数車両をまとめたグループでもよい。駐車・充電計画計算部７１は、緩和制約条件及び緩和目的関数を追加設定する車両の対象範囲を、駐車・充電計画が計算可能となるまで、緩和順序に従って順次拡大しながら、緩和制約条件及び緩和目的関数を追加して駐車・充電計画の計算を実行する。
　駐車・充電計画計算部７１は、当初運行計画３１１の当初出発時刻・当初到着時刻と、走行に伴う消費電力量予測値７４１と、その他の制約と、を制約条件とし、ＣＯ２削減、コスト削減、これらの加重和等のＫＰＩ（Key　Performance　Indicator）を目的関数として、駐車・充電計画を計算する。その他の制約は、車両のＳｏＣ、駐車スポットの受電容量や充電器出力、充電器を備えた駐車場のレイアウト（例えば縦列駐車の順序制約）等である。
　運行計画成立判定部７２は、駐車・充電計画計算部７１における駐車・充電計画の計算可否で、運行計画部３１によって作成された当初運行計画３１１を実行できるかを判定する。運行計画成立判定部７２は、駐車・充電計画計算部７１において駐車・充電計画を計算できた場合（最適化計算で実行可能解が得られた場合）、運行計画部３１によって作成された当初運行計画３１１を実行可能であると判定し、駐車・充電計画７１１を運行計画部３１に出力する。また、運行計画緩和部７３で緩和された運行計画の制約に対して、駐車・充電計画を計算できた場合、駐車・充電計画７１１を運行計画部３１に、補正運行計画７１２を車両使用不可期間設定部４２ｂに、それぞれ出力する。
　運行計画部３１は、車両使用不可期間設定部４２ｂに設定された補正運行計画７１２に基づいて、当初出発時刻・当初到着時刻の補正が反映された運行計画を作成する。フリート管理システム１は、駐車・充電管理システム５の出力結果を車両使用不可期間設定部４２ｂを介して取り込むことで、自装置のフリートの管理状態を、駐車・充電計画が反映されたものへ変化させていくことができる。
　運行計画緩和部７３は、駐車・充電計画計算部７１において駐車・充電計画７１１を計算できない場合に、緩和制約条件及び緩和目的関数を駐車・充電計画計算部７１に設定する。
（実施形態１に係る車両統合管理システム１Ｓのハードウェア構成）
　図３は、実施形態１に係る車両統合管理システム１Ｓのハードウェア構成の例を示す図である。車両統合管理システム１Ｓは、一例として、フリート管理システム１と駐車・充電管理システム５とが、それぞれ異なるコンピュータ上で動作する。
　フリート管理システム１は、通信装置２、プロセッサ３、メモリ４１、及び入出力装置４２を有する。入出力装置４２は、キーボードやマウス等の入力装置及びディスプレイ等の出力装置を含む。フリート管理システム１は、その他、プログラムや各種データを格納する記憶装置を有する。
　プロセッサ３は、メモリ４１と協働して所定プログラムを実行することで、運行計画部３１を実現する。またプロセッサ３は、メモリ４１と協働して所定プログラムを実行することで、入出力装置４２上の入力機能として運行ダイヤ設定部４２ａ及び車両使用不可期間設定部４２ｂを実現する。
　駐車・充電管理システム５は、通信装置６、プロセッサ７、メモリ８１、及び入出力装置８２を有する。入出力装置８２は、キーボードやマウス等の入力装置及びディスプレイ等の出力装置を含む。駐車・充電管理システム５は、その他、プログラムや各種データを格納する記憶装置を有する。
　プロセッサ７は、メモリ８１と協働して所定プログラムを実行することで、駐車・充電計画計算部７１、運行計画成立判定部７２、運行計画緩和部７３、及び消費電力量予測部７４を実現する。消費電力量予測部７４は既存機能であり、駐車・充電管理システム５の外部の機能であってもよい。またプロセッサ７は、メモリ８１と協働して所定プログラムを実行することで、入出力装置８２上の入力機能として受電制約設定部８２ａ、駐車・充電制約設定部８２ｂ、車両制約設定部８２ｃ、待機制約設定部８２ｄ、及び緩和順序設定部８２ｅを実現する。
　フリート管理システム１と駐車・充電管理システム５は、通信装置２及び６がネットワーク通信を行うことで、情報を送受信する。駐車・充電管理システム５は、各フリート事業者のフリート管理システム１からの当初運行計画に対して作成した補正運行計画や駐車・充電計画をフリート管理システム１に送信するアドインシステムである。または駐車・充電管理システム５は、補正運行計画や駐車・充電計画をフリート管理システム１に送信するクラウドシステムでもよい。また駐車・充電管理システム５は、フリート管理システム１に包含されていてもよい。
（実施形態１に係る駐車・充電計画作成処理）
　図４は、実施形態１に係る駐車・充電計画作成処理の例を示すフローチャートである。実施形態１に係る駐車・充電計画作成処理は、オペレータ指示又は運行計画部３１によって当初運行計画が作成される都度実行される。
（ステップＳ１１）
　駐車・充電計画計算部７１は、運行計画部３１から当初運行計画３１１（図５）の入力を、消費電力量予測部７４から消費電力量予測値７４１の入力を受け付ける。消費電力量予測値７４１は、当初運行計画３１１に含まれるＥＶ運行経路３１２（図５）の情報に基づいて、消費電力量予測部７４によって算出されたものである。駐車・充電計画計算部７１は、ステップＳ１１が終了すると、ステップＳ１２に処理を移す。
　図５は、当初運行計画３１１のデータ構成の例を示す図である。当初運行計画３１１は、「車両」「運行経路」「地点」「イベント」「日付」「時刻」「補正可否」「緩和順序」「補正時刻」「補正量」の項目を有する。これらの項目のうち、「補正可否」「緩和順序」は、緩和順序設定部８２ｅで付加される項目である。
　当初運行計画３１１は、「車両」毎に、「運行経路」で識別される経路上の各「地点」の出発又は到着の「日付」と「時刻」と、各「時刻」の「補正可否」とを格納する。また当初運行計画３１１は、駐車・充電計画の計算の際の制約条件及び目的関数を緩和する各「車両」の優先順位を表す「緩和順序」を格納する。当初運行計画３１１では、「補正時刻」「補正量」は“NaN”（データ未格納）である。
　図５では、例えば“地点0,1”は、各「運行経路」で共通(0)の１番目の車庫を表す。また“地点5,1”は、経路5の１番目の地点を表す。また図６に示すように、“EV1”の“地点0,1”の出発時刻を変数Tdp(1,1)、“地点5,1”の到着時刻を変数Tar(1,1)、…、“地点5,2”の出発時刻を変数Tdp(1,3)、“地点0,1”の到着時刻を変数Tar(1,3)とおく。同様に、“EV2”の“地点0,1”の出発時刻を変数Tdp(2,1)、“地点8,1”の到着時刻を変数Tar(2,1)、…とおく。変数Tdp(e,i)、Tar(e,i)(i=1, 2,…)の説明は、後述する。
　なお、「補正可否」は、「車両」のグループ毎に設定されてもよい。
（ステップＳ１２）
　駐車・充電計画計算部７１は、当初運行計画３１１の「イベント」“出発”“到着”の時刻と、消費電力量予測値７４１を制約条件とする駐車・充電計画を計算する。当初運行計画３１１に対する充電計画の基本的な制約条件および目的関数は、例えば文献１「ＥＶ・ディーゼル車混在運用のルート配送において電動化カバレッジを拡大する配車／充電計画」（熊谷正俊ほか、令和４年電気学会電力・エネルギー部門大会）に記載の手法と同様に記述して計算できる。本実施形態に固有の駐車管理制約条件については後述する。駐車・充電計画計算部７１は、ステップＳ１２が終了すると、ステップＳ１３に処理を移す。
　ここで、ステップＳ１２で計算される駐車・充電計画の制約条件（基本制約条件）と、目的関数（基本目的関数）を、図６を参照しつつ説明する。図６は、基本制約条件と基本目的関数の設定に関する説明図である。
　車両eの走行期間m(m=1,2,3)の代表時刻をTm(e,m)とし、式（１）のように定義する。式（１）では、小数点以下は切り上げ処理する。
Tm(e,m) = (Tdp(e,m) + Tar(e,m))/2…（１）
　ここでの当初出発時刻Tdp(e,m)、当初到着時刻Tar(e,m)は、駐車スポットaによらない通し番号である走行期間mで記述される。一方、当初出発時刻Tdp(e,n,a)と当初到着時刻Tar(e,n,a)は、駐車スポットa毎に区別した出発時刻と到着時刻である。
　車両eの駐車スポットaへの滞在可否を表す変数（後述）について、q(e,Tm(e,m),a)=0の制約条件を設定することで、Tm(e,m)において車両eは駐車スポットaに不在となるため、出発時刻と到着時刻を補正可能な期間、すなわち充電可能な期間は、図６に示すTm(e,m)に掛からない期間に限定される。
　車両eの走行期間mの消費電力量予測値７４１をB(e,Tm(e,m))に設定する。それ以外の時刻ではB(e,t)=0とする。
　ステップＳ１２で計算される駐車・充電計画の基本制約条件には、基本制約条件（蓄電量変化）、基本制約条件（受電容量）とがある。
　基本制約条件（蓄電量変化）には、車両eの蓄電量b(e,t)の変化を表す制約条件（式（２））と、蓄電量b(e,t)の上下限の制約条件（式（３））とがある。以下Σ_k *は、全てのインデックスkについての*の総和を表す。
b(e,t) = b(e,t-1) + Σ_a y(e,t,a) - B(e,t)…（２）
Bmin(e) ≦ b(e,t) ≦ Bmax(e)…（３）
　すなわち式（２）は、時間コマt-1の蓄電量b(e,t-1)に、時間コマtの充電量Σ_a y(e,t,a)を加算して、消費電力量予測値B(e,t)を減算した値が、時間コマtの蓄電量b(e,t)となる制約条件である。また式（３）は、充電と走行に伴う蓄電量b(e,t)の変化は、車両eの蓄電量の下限値Bmin(e)と上限値Bmax(e)の間に限定されるという制約条件である。
　基本制約条件（受電容量）は、式（４）で表される。
Σ_e y(e,t,a) + Wbase(t,a) ≦ Wmax(a)…（４）
　すなわち式（４）は、駐車スポットa毎に、各EVの充電電力量y(e,t,a)とベース負荷Wbase(t,a)の合計値を、受電容量や契約電力に基づく上限Wmax(a)以下とする制約条件である。
　またステップＳ１２で計算される駐車・充電計画の基本目的関数には、基本目的関数（CO2排出量を最小化する項）と、基本目的関数（充電コストを最小化する項）とがある。
　基本目的関数（CO2排出量を最小化する項）は、式（５）で表される。式（５）におけるKc(t,a)は、時間コマtにおける駐車スポットaの電力のCO2排出係数（kg-CO2/kWh）である。
Σ_a Σ_t Σ_e Kc(t,a) × y(e,t,a)…（５）
　基本目的関数（充電コストを最小化する項）は、式（６）で表される。式（６）におけるKp(t,a)は、時間コマtにおける駐車スポットaの電力の単価（円/kWh）である。
Σ_a Σ_t Σ_e Kp(t,a) × y(e,t,a)…（６）
（ステップＳ１３）
　運行計画成立判定部７２は、ステップＳ１２における駐車・充電計画の計算可否に基づいて、運行計画が実行可能であるかを判定する。“駐車・充電計画が計算可能”とは、当初運行計画の制約を充足する駐車・充電計画が数理計画法などで求解可能であることをいう。運行計画成立判定部７２は、駐車・充電計画が計算可能である場合（ステップＳ１３ＹＥＳ）に運行計画が実行可能であると判定してステップＳ１４に処理を移し、駐車・充電計画が計算不可能である場合（ステップＳ１３ＮＯ）に運行計画がそのままでは実行不可能であると判定してステップＳ１５に処理を移す。
（ステップＳ１４）
　運行計画成立判定部７２は、ステップＳ１３で計算可能であった駐車・充電計画７１１を運行計画部３１に出力し、駐車・充電計画作成処理を終了する。
　図７は、駐車・充電計画７１１のデータ構成の例を示す図である。駐車・充電計画７１１は、「車両」「日付」「時刻」「地点」「駐車区画」「充電量」の項目を有する。駐車・充電計画７２１は、各「車両」が、いつ（「日付」「時刻」）、どこで（「地点」と「駐車区画」）、どれだけ充電するか（「充電量」）の計画情報を格納する。図７の例では、“ＥＶ１”は、時間コマt＜7:30まで“地点0,1”の駐車スポットに滞在して充電され、時間コマt=7:30に出発することが示されている。また“ＥＶ２”は、時間コマt=7:00に、縦列駐車で区画2,2の奥の区画2,1に駐車されている“ＥＶ１”の出発のため、区画1,1への入替が実施されることが示されている。
（ステップＳ１５）
　運行計画緩和部７３は、ステップＳ１５～Ｓ１９の処理ループを、当初運行計画３１１の「緩和順序」に従って、車両グループｇ＝１，２，…について、車両グループを追加しながら順次実行する。例えば１回目は車両グループｇ＝１を選択し、２回目は車両グループｇ＝１，２を選択し、３回目は車両グループｇ＝１，２，３を選択するといった具合である。車両グループｇに含まれる車両は１台でもよい。ステップＳ１５では、運行計画緩和部７３は、未選択の車両グループｇを追加選択し、ステップＳ１６に処理を移す。
（ステップＳ１６）
　運行計画緩和部７３が、緩和制約条件及び緩和目的関数を駐車・充電計画計算部７１に追加設定する。そして、駐車・充電計画計算部７１が、追加設定された緩和制約条件及び緩和目的関数の下で駐車・充電計画を再計算する緩和制約条件・緩和目的関数設定／駐車・充電計画再計算処理を実行する。
　緩和制約条件は、ステップＳ１５で選択された車両グループｇに含まれる車両の当初運行計画３１１における出発・到着時刻を制約条件から除外した制約条件である。緩和目的関数は、ステップＳ１５で選択された車両グループｇに含まれる車両の当初運行計画３１１における出発・到着時刻の補正量の合計を最小化する目的関数である。緩和制約条件・緩和目的関数設定処理の詳細は、図９を参照して後述する。運行計画緩和部７３は、ステップＳ１６が終了すると、ステップＳ１７に処理を移す。
（ステップＳ１７）
　運行計画成立判定部７２は、ステップＳ１６における駐車・充電計画の再計算可否に基づいて、緩和された運行計画が実行可能であるかを判定する。運行計画成立判定部７２は、駐車・充電計画が計算可能である場合（ステップＳ１７ＹＥＳ）にステップＳ１８に処理を移し、駐車・充電計画が計算不可能である場合（ステップＳ１７ＮＯ）にステップＳ１９に処理を移す。
（ステップＳ１８）
　運行計画成立判定部７２は、ステップＳ１７で計算可能であったと判定された駐車・充電計画７１１を運行計画部３１に出力し、補正運行計画７１２を車両使用不可期間設定部４２ｂに出力して、駐車・充電計画作成処理を終了する。
　図８は、補正運行計画７１２のデータ構成の例を示す図である。補正運行計画７１２は、当初運行計画３１１でデータ未格納であった「補正時刻」「補正量」にそれぞれデータが格納されている。「補正時刻」は、ステップＳ１７で駐車・充電計画７１１と共に計算された各車両の各地点の到着時刻又は出発時刻である。「補正時刻」から当初運行計画の「時刻」を差引いた時間が「補正量」に格納される。
　図８の例では、「緩和順序」“1”の「車両」“EV1”のみ補正実施され、「緩和順序」“2”の「車両」“EV2”は補正不実施である。ただし、「補正可否」“不可”の出発時刻・到着時刻は補正されないが、後述するように非緩和制約条件（一部）で設定される。
　図８の補正（出発地点の出発時刻を7:30に遅らせ、到着地点の到着時刻を19:00に早める）では“EV1”が「運行経路」“経路5”の走行条件を満足しない場合に、フリート管理システム１の車両使用不可期間４２ｂ１に“t＜7:30、19:00≦t”が設定される。フリート管理システム１は、車両使用不可期間４２ｂ１の設定に基づいて運行計画の再計算を行う。そして、フリート管理システム１は、改めてより短い経路に“EV1”を割り付ける当初運行計画３１１を新たに作成する。新たに作成された当初運行計画３１１に対して、駐車・充電計画作成処理が実行されることになる。
（ステップＳ１９）
　運行計画成立判定部７２は、ステップＳ１５で未選択の車両グループｇが存在する場合にはステップＳ１５に処理を戻し、未選択の車両グループｇがない場合にはステップＳ２０に処理を移す。ステップＳ１９から処理を戻されたステップＳ１５では、運行計画緩和部７３は、次の未選択の車両グループｇを１つ追加選択し、ステップＳ１６に処理を移す。
（ステップＳ２０）
　運行計画成立判定部７２は、補正不可をフリート管理システム１に出力する。なお消費電力量予測値７４１がそもそも駐車・充電計画の対象のＥＶの仕様を超過している場合、ＥＶの充電器の出力不足や受電設備の容量不足で一日充電しても充電量が不足する場合等を別途チェックし、フリート管理システム１にアラートを出力してもよい。
（緩和制約条件・緩和目的関数設定処理の詳細）
　図９は、緩和制約条件・緩和目的関数設定処理（図４のステップＳ１６）の詳細を示すフローチャートである。なお、以下では説明を分かりやすくするため、駐車スポットが１つの場合について数式を記述する。すなわち、駐車スポットa=1のみとして、添字aの記載を省略する。
　緩和制約条件・緩和目的関数設定処理の詳細の説明に先立ち、緩和制約条件・緩和目的関数設定処理が前提とするファーストインラストアウト制約を説明する。
　図１０は、ファーストインラストアウト制約がある駐車区画の説明図である。図１０に示す駐車区画は、ファーストインラストアウト（先入れ後出し（あるいは後入れ先出し））の駐車区画であり、バスの駐車場のように、奥行き方向に各列の駐車区画が縦列で並び、かつ、列の一方側からのみ車両を入出庫することができる。このため、区画1,1、区画1,2、区画1,3に車両を駐車する際、車両の入庫のときには、区画1,1に駐車する車両を１番目に入庫させ、区画1,2に駐車する車両を２番目に入庫させ、区画1,3に駐車する車両を３番目に入庫させる。車両の出庫のときには、区画1,3に駐車している車両を１番目に出庫させ、区画1,2に駐車している車両を２番目に出庫させ、区画1,1に駐車している車両を３番目に出庫させる。
　縦列駐車そのものは内燃機関車の運用にも見られる制約だが、各区画の充電器の設置有無や充電時間の制約が組み合わさることで、駐車区画の割当にＥＶ特有の手順が必要となる。
　例えば、区画1,1の車両は充電が完了して走行可能であるにもかかわらず、区画1,2や区画1,3の車両が充電中のため、区画1,1の車両を出庫できないといった状況が生じうる。このような状態を、最適化によって解消し、ＥＶの稼働率の低下を抑制する。
（ステップＳ１６ａ）
　運行計画緩和部７３は、ステップＳ１１（図４）で入力された当初運行計画３１１（出発・到着時刻）と消費電力量予測値７４１を再度入力する。
（ステップＳ１６ｂ）
　運行計画緩和部７３は、駐車・充電計画の時間コマの集合Tから時間コマtを１つずつ選択して実行するステップＳ１６ｂ～Ｓ１６ｑのループを実行する。
（ステップＳ１６ｃ）
　運行計画緩和部７３は、全車両の集合Eから車両eを１つずつ選択して実行するステップＳ１６ｃ～Ｓ１６ｌのループを実行する。
（ステップＳ１６ｄ）
　運行計画緩和部７３は、当初運行計画３１１に基づく駐車スポット滞在バイナリ定数Q(e,t)を生成する。駐車スポット滞在バイナリ定数Q(e,t)は、当初運行計画３１１に基づいて駐車スポット滞在を表すバイナリ定数である。Q(e,t) = 0（車両eが時間コマtにおいて駐車スポットに不在）、Q(e,t) = 1（車両eが時間コマtにおいて駐車スポットに滞在）である。
（ステップＳ１６ｅ）
　運行計画緩和部７３は、出発時刻補正バイナリ変数q1(e,t)及び到着時刻補正バイナリ変数q2(e,t)を生成する。出発時刻補正バイナリ変数q1(e,t)は、出発時刻の補正に対応して駐車スポット滞在を表すバイナリ変数である。q1(e,t) = 0 （車両eが時間コマtにおいて駐車スポットに不在）、q1(e,t) = 1（車両eが時間コマtにおいて駐車スポットに滞在）である。
　到着時刻補正バイナリ変数q2(e,t)は、到着時刻の補正に対応して駐車スポット滞在を表すバイナリ変数である。q2(e,t) = 0（車両eが時間コマtにおいて駐車スポットに不在）、q2(e,t) = 1（車両eが時間コマtにおいて駐車スポットに滞在）である。
（ステップＳ１６ｆ）
　運行計画緩和部７３は、補正運行計画に関する駐車スポット滞在バイナリ変数q(e,t)を生成する。駐車スポット滞在バイナリ変数q(e,t)は、出発時刻の補正と到着時刻の補正を合わせた補正運行計画について駐車スポット滞在を表すバイナリ変数であり、式（７）で表される。
q(e,t) = Q(e,t)+q1(e,t)+q2(e,t)…（７）
（ステップＳ１６ｇ）
　運行計画緩和部７３は、駐車スポット滞在バイナリ変数q(e,t) = Q(e,t)+q1(e,t)+q2(e,t)について、緩和制約条件（フラグ重複抑制）を設定する。緩和制約条件（フラグ重複抑制）は、駐車スポット滞在フラグの重複を抑制する（Q(e,t)、q1(e,t)、q2(e,t)は同時に１とならない）緩和制約条件であり、式（８）のように表される。
q(e,t) ≦ 1…（８）
（ステップＳ１６ｈ）
　運行計画緩和部７３は、q1(e,t)とq1(e,t+1)について緩和制約条件（出発時刻連続性）を設定する。
（ステップＳ１６ｉ）
　運行計画緩和部７３は、q2(e,t-1)とq2(e,t)について緩和制約条件（到着時刻連続性）を設定する。
　ステップＳ１６ｈ，Ｓ１６ｉの緩和制約条件（出発時刻連続性・到着時刻連続性）は、次のとおりである。車両eの当初運行計画３１１におけるn回目の当初出発時刻、当初到着時刻をそれぞれTdp(e,n), Tar(e,n)とした場合に、Q(e,t)のフラグ変化は式（９）、式（１０）のように定義される。
Q(e, Tdp(e,n)-1) = 1 であり Q(e, Tdp(e,n)) = 0・・・（９）
Q(e, Tar(e,n)-1) = 0 であり Q(e, Tar(e,n)) = 1・・・（１０）
　出発時刻の補正において、当初出発時刻からの連続性を持たせる緩和制約条件は、式（１１）のとおりである。
q1(e,t) ≧ q1(e,t+1)、ただし Tdp(e,n) ≦ t ＜ Tar(e,n)-1…（１１）
この制約条件により、出発時刻の補正が生じる場合（Tdp(e,n)以降でq1(e,t)が１となりうる場合）、q1(e,t)が1→0と変化するのは当初出発時刻から当初到着時刻のあいだで1回のみである（0→1の変化はしない）。
　到着時刻の補正において、当初到着時刻までの連続性を持たせる緩和制約条件は、式（１２）のとおりである。
q2(e,t-1) ≦ q2(e,t)、ただし Tdp(e,n) ＜ t ≦ Tar(e,n)-1…（１２）
この制約条件により、到着時刻の補正が生じる場合（Tar(e,n)より前でq2(e,t)が1となりうる場合）、q2(e,t)が0→1と変化するのは当初出発時刻から当初到着時刻のあいだで1回のみである（1→0の変化はしない）。
（ステップＳ１６ｊ）
　運行計画緩和部７３は、q1(e,t)とq2(e,t)について非緩和制約条件（一部）を設定する。
　非緩和制約条件（一部）は、当初出発時刻Tdp(e,n)の補正を抑制したい場合、q1(e, Tdp(e,n))=0とする。q1(e, Tdp(e,n))=0とすることで、緩和制約条件（出発時刻連続性）の下で、Tdp(e,n) ≦ t ≦ Tar(e,n)-1でq1(e,t)=0に固定される。
　また当初到着時刻Tar(e,n)の補正を抑制したい場合、q2(e, Tar(e,n)-1)=0とする。q2(e, Tar(e,n)-1)=0とすることで、緩和制約条件（到着時刻連続性）の下で、Tdp(e,n) ≦ t ≦ Tar(e,n)-1でq2(e,t)=0に固定される。
（ステップＳ１６ｋ）
　運行計画緩和部７３は、駐車管理制約条件設定処理（車両毎）を実行する。駐車管理制約条件設定処理（車両毎）の詳細は、図１３を参照して後述する。ステップＳ１６ｋでは、車両毎の駐車管理制約条件が設定される。
（ステップＳ１６ｌ）
　運行計画緩和部７３は、ステップＳ１６ｃ～１６ｌのループが、全車両e∈Eについて実行されたかを判定する。運行計画緩和部７３は、ステップＳ１６ｃ～１６ｌのループが全車両e∈Eについて実行された場合にステップＳ１６ｍに処理を移し、未実行の車両e∈Eが存在する場合にステップＳ１６ｃに処理を戻す。運行計画緩和部７３は、ステップＳ１６ｌから処理を戻されたステップＳ１６ｃで次の未選択の車両e∈Eを選択し、ステップＳ１６ｄに処理を移す。
（ステップＳ１６ｍ）
　運行計画緩和部７３は、駐車管理制約条件設定処理（全車両）を実行する。駐車管理制約条件設定処理（全車両）の詳細は、図１６を参照して後述する。ステップＳ１６ｍでは、全車両の合計についての駐車管理制約条件が設定される。
（ステップＳ１６ｎ）
　運行計画緩和部７３は、制約条件及び目的関数の緩和対象外の車両集合Fから緩和対象外車両fを１つずつ選択してステップＳ１６ｎ～Ｓ１６ｐのループを実行する。緩和対象外の車両集合Fは、本緩和制約条件・緩和目的関数設定の第１回目の処理では全車両のEと同一であり（全車両が緩和対象外、当初運行計画３１１に基づく駐車・充電計画計算部７１の初回処理に相当）、２回目以降の処理で、図５で説明した緩和順序を参照して、緩和対象の車両集合の補集合となるように設定される。
（ステップＳ１６ｏ）
　運行計画緩和部７３は、出発時刻補正バイナリ変数q1(f,t)=0、到着時刻補正バイナリ変数q2(f,t)=0として、出発時刻・到着時刻の補正を抑制する非緩和制約条件（常時）を設定する。非緩和制約条件（常時）として、緩和対象外車両fでは常に出発時刻補正バイナリ変数q1(f,t)=0、到着時刻補正バイナリ変数q2(f,t)=0とすることで、出発時刻・到着時刻の補正が抑制される。
（ステップＳ１６ｐ）
　運行計画緩和部７３は、ステップＳ１６ｎ～１６ｐのループが、全ての緩和対象外車両f∈Fについて実行されたかを判定する。運行計画緩和部７３は、全ての緩和対象外車両f∈Fについて実行された場合にステップＳ１６ｑに処理を移し、未実行の緩和対象外車両f∈Fが存在する場合にステップＳ１６ｎに処理を戻す。運行計画緩和部７３は、ステップＳ１６ｐから処理を戻されたステップＳ１６ｎで次の未選択の緩和対象外車両f∈Fを選択し、ステップＳ１６ｏに処理を移す。
（ステップＳ１６ｑ）
　運行計画緩和部７３は、ステップＳ１６ｂ～１６ｑのループが、全ての時間コマt∈Tについて実行されたかを判定する。運行計画緩和部７３は、全ての時間コマt∈Tについて実行された場合にステップＳ１６ｒに処理を移し、未実行の時間コマt∈Tが存在する場合にステップＳ１６ｂに処理を戻して次の未選択の時間コマt∈Tを選択し、ステップＳ１６ｃに処理を移す。
（ステップＳ１６ｒ）
　運行計画緩和部７３は、上述した基本制約条件（式（２）及び式（３）の基本制約条件（蓄電量変化）と式（４）の基本制約条件（受電容量）)に、ステップＳ１６ｇ，Ｓ１６ｈ，Ｓ１６ｉで設定された緩和制約条件、及びステップＳ１６ｊ，Ｓ１６ｏで設定された非緩和制約条件を付加する。
（ステップＳ１６ｓ）
　運行計画緩和部７３は、上述した基本制約条件（式（２）及び式（３）の基本制約条件（蓄電量変化）と式（４）の基本制約条件（受電容量）)に、ステップＳ１６ｋ，Ｓ１６ｍで設定された駐車管理制約条件を付加する。
（ステップＳ１６ｔ）
　運行計画緩和部７３は、上述した基本目的関数（式（５）の基本目的関数（CO2排出量を最小化する項）及び式（６）の基本目的関数（充電コストを最小化する項）)に、緩和目的関数を付加する。緩和目的関数は、駐車スポット滞在期間の増加量を最小化するものであり、式（１３）で表される。式（１３）を最小化することで、駐車スポット滞在期間の増加量が最小化される。
Σ_e Σ_t{ q1(e,t) + q2(e,t)}…（１３）
（ステップＳ１６ｕ）
　運行計画緩和部７３は、上述した基本目的関数（式（５）の基本目的関数（CO2排出量を最小化する項）及び式（６）の基本目的関数（充電コストを最小化する項）)に、駐車管理目的関数を付加する。
　駐車管理目的関数は、入替回数管理の駐車管理目的関数（式（１４））と入替待機時間管理の駐車管理目的関数（式（１５））がある。式（１４）を最小化（最適化）することで、入替回数が最小化されるので、運用における煩雑さが低減される。式（１５）を最小化することで、入替タイミングが補正出発時刻、補正到着時刻に近付き、待機時間が短縮される。
Σ_e Σ_t u(e,t)…（１４）
Σ_e Σ_t u1(e,t)+u2(e,t)…（１５）
（ステップＳ１６ｖ）
　駐車・充電計画計算部７１は、ステップＳ１６ｒ，Ｓ１６ｓ，Ｓ１６ｔ，Ｓ１６ｕで追加設定された緩和制約条件及び緩和目的関数の駐車・充電計画を、混合整数線形計画法で計算する。
（ステップＳ１６ｗ）
　駐車・充電計画計算部７１は、ステップＳ１６ｖで計算された出発時刻補正バイナリ変数q1(e,t)、到着時刻補正バイナリ変数q2(e,t)を補正運行計画７１２（図８）の出発時刻・到着時刻にそれぞれ変換する。
　図１１は、ステップＳ１６ｗの出発時刻補正バイナリ変数q1(e,t)及び到着時刻補正バイナリ変数q2(e,t)の変換の説明図である。図１１に示すように、ステップＳ１６ｖの駐車・充電計画の計算結果について、出発時刻補正バイナリ変数q1(e,t)が1→0となる時点が補正出発時刻、到着時刻補正バイナリ変数q2(e,t)が0→1となる時点が補正到着時刻となる。
　なお、図１２は、非緩和制約条件（一部）を設定した場合の出発時刻補正バイナリ変数及び到着時刻補正バイナリ変数の変換の説明図である。図１２は、ステップＳ１６ｊにおいて非緩和制約条件（一部）として、当初到着時刻Tar(e,1)にq2(e,Tar(e,1)-1)=0、当初出発時刻Tdp(e,2)にq1(e,Tdp(e,2))=0が設定される。これにより、図１１と比較して、当初到着時刻Tar(e,1)及び当初出発時刻Tdp(e,2)の補正が抑制されている。
（駐車管理制約条件設定処理（車両毎）の詳細）
　図１３は、駐車管理制約条件設定処理（車両毎）（ステップＳ１６ｋ（図９））の詳細を示すフローチャートである。
（ステップＳ１６ｋ１）
　運行計画緩和部７３は、駐車区画入替バイナリ変数u(e,t)及び待機可能期間バイナリ定数U(e,t)を生成する。
　駐車区画入替バイナリ変数u(e,t)は、駐車スポット滞在中の時間コマtにおける車両eの駐車区画の入替可否（実施可否）を表すバイナリ変数である。後述の式（１９）で説明するとおり、u(e,t)=1の場合はq(e,t-1),q(e,t)の値に関わらず駐車スポット滞在中でも駐車区画の入替が許容され、u(e,t)=0の場合は入替不可である。
　待機可能期間バイナリ定数U(e,t)は、当初出発時刻Tdp(e,n)、当初到着時刻Tar(e,n)の前後において、駐車区画を入替可能な期間（運転士が乗車している期間）を表すバイナリ定数である。待機可能期間バイナリ定数U(e,t)は、次のように定義される。
U(e,t) = 1（駐車区画を入替可能（運転士が乗車している））
ただし、Tdp(e,n)-Twait ≦ t ＜ Tar(e,n)+Twaitを満たす時間コマｔのとき。
U(e,t) = 0（駐車区画を入替不可（運転士が乗車していない））
ただし、上記以外の時間コマｔのとき。
　ここで、上述の待機期間定数Twaitは、走行期間外で運転士の待機乗車を許容する時間コマ数（待機制約設定部８２ｄ（図２、図３）で設定）であり、例えば時間コマtの刻み幅Δtが30分で、待機乗車が60分なら、Twait=2となる。
　なお待機期間定数Twaitは、当初出発時刻Tdp(e,n)からの減算時と、当初到着時刻Tar(e,n)への加算時で同一としたが、異なる定数としてもよい。
（ステップＳ１６ｋ２）
　運行計画緩和部７３は、出発前待機バイナリ変数u1(e,t)及び到着後待機バイナリ変数u2(e,t)を生成する。出発前待機バイナリ変数u1(e,t)及び到着後待機バイナリ変数u2(e,t)は、出発前と到着後の待機期間を表わすバイナリ変数である。
（ステップＳ１６ｋ３）
　運行計画緩和部７３は、ステップＳ１６ｋ１，Ｓ１６ｋ２で生成されたバイナリ変数u(e,t)，u1(e,t)，u2(e,t)について、駐車管理制約条件（入替待機）を設定する。駐車管理制約条件（入替待機）は、駐車区画の入替を、待機可能期間に限定する制約条件であり、式（１６）のように表される。
u(e,t) ≦ u1(e,t)+u2(e,t) ≦ U(e,t)…（１６）
　また、補正出発時刻までの待機期間に連続性を持たせる制約条件は、式（１７）のようになる。
u1(e,t) ≦ u1(e,t+1) + (1 - q(e,t+1))…（１７）
ただし、Tdp(e,n)-Twait ≦ t ＜ Tar(e,n)
　また、補正到着時刻からの待機期間に連続性を持たせる制約条件は、式（１８）のようになる。
u2(e,t-1) + (1 - q(e,t-1)) ≧ u2(e,t)…（１８）
ただし、Tdp(e,n) ＜ t ≦ Tar(e,n)+Twait-1
　図１４は、駐車管理制約条件（入替待機）の説明図である。図１４に示すように、待機可能期間の開始（待機可能期間バイナリ定数U(e,t)=0→1）から当初到着時刻Tar(e,n)までの間において、q(e,t)=1の場合（補正出発時刻よりも前）、u1(e,t)が0→1に変化するのは１回のみである（1→0には変化しない）。また、待機可能期間の開始（待機可能期間バイナリ定数U(e,t)=0→1）から当初到着時刻Tar(e,n)との間で、q(e,t)=0の場合（補正出発時刻以降）、u1(e,t)が1→0に変化することが許容される。
　また、当初出発時刻Tdp(e,n)から待機可能期間の終了（待機可能期間バイナリ定数U(e,t)=1→0）との間で、q(e,t)=1の場合（補正到着時刻以降）、u2(e,t)が1→0に変化するのは１回のみである（0→1には変化しない）。また、q(e,t)=0の場合（補正到着時刻よりも前）、u2(e,t)が0→1に変化することが許容される。
　図１５は、駐車管理制約条件（入替待機）の説明図（運行計画の補正を抑制し入替のみを実施する場合）である。運行計画の補正を抑制し入替のみを実施する場合は、q(e,t)=Q(e,t)となる。よって図１５に示すように、出発前の車両eの入れ替えは当初出発時刻Tdp(e,n)以前に行われ、到着後の車両eの入れ替えは当初到着時刻Tar(e,n)以後に行われる。
（ステップＳ１６ｋ４）
　運行計画緩和部７３は、車両制約設定部８２ｃで設定された車両毎の駐車区画の入替可否を参照して、車両eの駐車区画入替が許容されるかを判定する。運行計画緩和部７３は、車両eの駐車区画入替が許容される場合にステップＳ１６ｋ６に処理を移し、許容されない場合にステップＳ１６ｋ５に処理を移す。
（ステップＳ１６ｋ５）
　運行計画緩和部７３は、駐車区画入替バイナリ変数u(e,t)=0として駐車区画入替を抑制する。
（ステップＳ１６ｋ６）
　運行計画緩和部７３は、例えば図１０に示す駐車区画の全ての列c∈C（Cは駐車区画の列集合）についてステップＳ１６ｋ６～Ｓ１６ｋ１１のループを実行する。
（ステップＳ１６ｋ７）
　運行計画緩和部７３は、例えば図１０に示す駐車区画の全ての奥行d∈D（Dは駐車区画の各列の奥行集合）についてステップＳ１６ｋ７～Ｓ１６ｋ１０のループを実行する。
（ステップＳ１６ｋ８）
　運行計画緩和部７３は、車両eについて駐車区画c,d（cは駐車区画の列、dは奥行き）の割当を表す駐車区画割当バイナリ変数s(e,t,c,d)を生成する。駐車区画割当バイナリ変数s(e,t,c,d)は、s(e,t,c,d) = 0（車両eが時間コマtにおいて駐車区画c,dに駐車されていない）、s(e,t,c,d) = 1（車両eが時間コマtにおいて駐車区画c,dに駐車されている）と定義される。
（ステップＳ１６ｋ９）
　運行計画緩和部７３は、時間コマt-1における駐車区画割当バイナリ変数s(e,t-1,c,d)と、時間コマtにおけるs(e,t,c,d)について、駐車管理制約条件（入替制限）を設定する。
　駐車管理制約条件（入替制限）は、各車両eの駐車スポット滞在中の駐車区画c,dへの入替を制限する制約条件であり、式（１９）のようになる。|*|は*の絶対値である。
|s(e,t,c,d) - s(e,t-1,c,d)|≦ (1 - (q(e,t-1)+q(e,t))/2) * 2 + u(e,t)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（１９）
　式（１９）の右辺第１項は、時間コマt-1と時間コマtについて、駐車スポット滞在が継続している場合は0、駐車スポット不在が継続している場合は2、滞在→不在あるいは不在→滞在に変化する場合は1となる。よって、u(e,t)=0とすると、駐車スポット滞在が継続している場合はs(e,t,c,d) = s(e,t-1,c,d)に制約される（すなわち駐車区画の入替が許容されない）。また、滞在状態が変化する場合はs(e,t,c,d) = s(e,t-1,c,d)±1となる（すなわち駐車状態の変更が許容される）。また、駐車スポット不在が継続している場合は、後述の式（２０）からs(e,t,c,d)＝s(e,t-1,c,d)=0となり、制約が常に満足する。
（ステップＳ１６ｋ１０）
　運行計画緩和部７３は、ステップＳ１６ｋ７で全ての駐車区画の奥行dが選択された場合にはステップＳ１６ｋ１１に処理を移し、ステップＳ１６ｋ７で未選択の駐車区画の奥行dがある場合にはステップＳ１６ｋ７に処理を戻す。運行計画緩和部７３は、ステップＳ１６ｋ１０から処理を戻されたステップＳ１６ｋ７で未選択の次の駐車区画の奥行dを選択し、ステップＳ１６ｋ８に処理を移す。
（ステップＳ１６ｋ１１）
　運行計画緩和部７３は、ステップＳ１６ｋ６で全ての駐車区画の列cが選択された場合にはステップＳ１６ｋ１２に処理を移し、ステップＳ１６ｋ６で未選択の駐車区画の列cがある場合にはステップＳ１６ｋ６に処理を戻す。運行計画緩和部７３は、ステップＳ１６ｋ１１から処理を戻されたステップＳ１６ｋ６で未選択の次の駐車区画の列cを選択し、ステップＳ１６ｋ７に処理を移す。
（ステップＳ１６ｋ１２）
　運行計画緩和部７３は、駐車管理制約条件（区画割当）を設定する。駐車管理制約条件（区画割当）は、駐車スポットに滞在中の車両eを駐車区画の何れかに割り当てる制約条件であり、式（２０）のように設定される。式（２０）は、全区画に関するs(e,t,c,d)の合計値がq(e,t)に等しいことを表している。
Σ_c Σ_d s(e,t,c,d) = q(e,t)…（２０）
（ステップＳ１６ｋ１３）
　運行計画緩和部７３は、駐車管理制約条件（充電量）を設定する。駐車管理制約条件（充電量）は、駐車区画割当に基づく充電量の制約条件であり、式（２１）のように設定される。
y(e,t) ≦ Σ_c Σ_d W(c,d) × s(e,t,c,d)…（２１）
　式（２１）の左辺y(e,t)は車両eの時間コマtにおける充電量、右辺の定数W(c,d)は駐車区画c,dの充電器で出力可能な電力量（kWh/時間コマ）である。駐車区画入替に伴う充電時間のロスを概算で考慮する場合は、式（２１）は式（２２）のように記述できる。式（２２）の定数Wu(c,d)は、充電時間のロスに伴う充電電力量の減少分である。
y(e,t)≦(Σ_c Σ_d W(c,d) × s(e,t,c,d) ) - Wu(c,d) × u(e,t)…（２２）
（駐車管理制約条件設定処理（全車両）の詳細）
　図１６は、駐車管理制約条件設定処理（全車両）（ステップＳ１６ｍ（図９））の詳細を示すフローチャートである。
（ステップＳ１６ｍ１）
　運行計画緩和部７３は、駐車区画入替の同時実行台数を定数Umax以下に制限する駐車管理制約条件（同時入替台数）を設定する。駐車管理制約条件（同時入替台数）は、式（２３）となる。駐車管理制約条件（同時入替台数）は、操車スペースに限りがある場合に必要になる。厳密には、時間コマtの刻み幅Δtを短くして、Umax=1として１台ずつ動かすように計画を立てる。
Σ_e u(e,t) ≦ Umax…（２３）
（ステップＳ１６ｍ２）
　運行計画緩和部７３は、例えば図１０に示す駐車区画の全ての列c∈C（Cは駐車区画の列集合）についてステップＳ１６ｍ２～Ｓ１６ｍ７のループを実行する。
（ステップＳ１６ｍ３）
　運行計画緩和部７３は、例えば図１０に示す駐車区画の全ての奥行d∈D（Dは駐車区画の奥行集合）についてステップＳ１６ｍ３～Ｓ１６ｍ６のループを実行する。
（ステップＳ１６ｍ４）
　運行計画緩和部７３は、各駐車区画の駐車台数を1以下とする駐車管理制約条件（台数）を設定する。駐車管理制約条件（台数）は、式（２４）のようになる。駐車管理制約条件（台数）は、全車両eに関するs(e,t,c,d)の合計値を1以下にする。
Σ_e s(e,t,c,d) ≦ 1・・・（２４）
（ステップＳ１６ｍ５）
　運行計画緩和部７３は、駐車区画を奥から順番に使用する駐車管理制約条件（順番）を設定する。駐車管理制約条件（順番）は、式（２５）のようになる。式（２５）では、駐車区画c,dの駐車台数が、奥行d（ただしd≧2）について1の場合、奥行d-1についても1となる。奥行dについて0の場合、奥行d-1については0でも1でもよい。
Σ_e s(e,t,c,d-1) ≧ Σ_e s(e,t,c,d)…（２５）
　駐車区画が図１０に示す縦列駐車の区画である場合、駐車区画の入替を行う場合には、入替対象車両だけではなく、縦列駐車で、入替対象車両よりも手前の入出庫口側に駐車されている車両も移動させる必要がある。これは、駐車管理制約条件（順番）を設定することで、満足される。仮に、駐車区画の入出庫口から離れる奥側の駐車区画に駐車されている車両を先に移動させて、手前の入出庫口側に駐車されている車両を移動させなかったとすると、駐車管理制約条件（順番）に違反する。よって、駐車管理制約条件（順番）の設定によって、入替対象車両と共に入替対象車両の手前の入出庫口側の駐車区画に駐車されている車両も移動させる解、あるいは、入替対象車両の手前の入出庫口側の駐車区画に他の車両が駐車されていない解に限定される。
（ステップＳ１６ｍ６）
　運行計画緩和部７３は、ステップＳ１６ｍ３で全ての駐車区画の奥行dが選択された場合にはステップＳ１６ｍ７に処理を移し、ステップＳ１６ｍ３で未選択の駐車区画の奥行dがある場合にはステップＳ１６ｍ３に処理を戻す。運行計画緩和部７３は、ステップＳ１６ｍ６から処理を戻されたステップＳ１６ｍ３で未選択の次の駐車区画の奥行dを選択し、ステップＳ１６ｍ４に処理を移す。
（ステップＳ１６ｍ７）
　運行計画緩和部７３は、ステップＳ１６ｍ２で全ての駐車区画の列cが選択された場合には本駐車管理制約条件設定処理（全車両）を終了し、ステップＳ１６ｍ２で未選択の駐車区画の列cがある場合にはステップＳ１６ｍ２に処理を戻す。運行計画緩和部７３は、ステップＳ１６ｍ７から処理を戻されたステップＳ１６ｍ２で未選択の次の駐車区画の列cを選択し、ステップＳ１６ｍ３に処理を移す。
（実施形態１の変形例）
・縦列駐車以外の駐車区画
　これまで、図１０に示す縦列駐車の駐車区画を前提として述べた。しかし縦列駐車がある駐車区画に限らず、縦列駐車がない駐車区画は、奥行dを1に限定することで扱うことができる。また図１０では、各列cは同数の奥行dを持つとしたが、これに限らず、列c毎に奥行dの数が異なってもよい。また充電器が設置されていない駐車区画c,dは、駐車区画c,dの充電器の出力可能な電力量W(c,d)=0とすることで扱うことができる。
・充電用区画と待機用区画を組み合わせた駐車区画の運用
　また列c及び奥行dと、充電器の有無が異なる複数の駐車区画を用意して、複数の駐車区画間の入替を許容すれば、図１７に示すように、充電用区画と待機用区画を組み合わせた運用を表すこともできる。
　図１７の例のように、（１）先ず区画1,3の車両＃１を待機用の区画2,1に移動させて、（２）次に区画1,2の車両＃２を出発させて、（３）最後に待機用の区画2,1の車両＃１を出発させる、といった運用も取り扱うことができる。
・出発時刻・到着時刻の補正の抑制と待機期間定数Twait
　ステップＳ１６（図４）の駐車・充電計画の計算時に、少なくとも一部の車両eについて、非緩和制約条件（一部）を設定して出発時刻・到着時刻の補正をできるだけ抑制し、待機期間定数Twaitに十分な大きさの値を設定するようにしてもよい。例えば、ステップＳ１６（図４）の駐車・充電計画の初回の計算時に、全部の車両eについて、非緩和制約条件（一部）を設定し、待機期間定数Twaitに適切な値に設定する。これにより、駐車区画入替の機会が増えるので、運行計画を補正しなくても、運行計画と駐車・充電計画の実行可能性を高めることができる場合がある。この場合には、各駐車管理制約条件の説明は、補正出発時刻＝当初出発時刻、補正到着時刻＝当初到着時刻、と読み替えることで同様に成立する。
・入替待機時間の管理
　出発前待機バイナリ変数u1(e,t)、到着後待機バイナリ変数u2(e,t)に関する制約条件と目的関数を省略して入替待機時間の管理を省略し、入替回数の管理のみを実施してもよい。
・複数の駐車スポットへの拡張
　上述の実施形態１では、簡単のため、駐車スポットが１つの場合を説明した。駐車スポットが複数ある場合は、駐車スポット滞在バイナリ変数q(e,t)、駐車区画割当バイナリ変数s(e,t,c,d)、駐車区画入替バイナリ変数u(e,t)、当初出発時刻Tdp(e,n)、当初到着時刻Tar(e,n)を駐車スポットaごとに区別する。そして、それぞれ駐車スポット滞在バイナリ変数q(e,t,a)、駐車区画割当バイナリ変数s(e,t,a,c,d)、駐車区画入替バイナリ変数u(e,t,a)、当初出発時刻Tdp(e,n,a)、当初到着時刻Tar(e,n,a)のように記述することで、取り扱うことができる。
　一連の緩和制約条件、緩和目的関数、駐車管理制約条件、及び駐車管理目的関数も、駐車スポットaに関するループ処理や合計値で記述することになる。
　例えば、式（２６）のように、駐車スポットa毎の駐車スポット滞在状態と、出発時刻・到着時刻の補正を表すことができる。
q(e,t,a) = Q(e,t,a)+q1(e,t,a)+q2(e,t,a)…（２６）
　また緩和制約条件（フラグ重複抑制）を、式（２７）のように記述することで、車両eが同時に滞在状態となる駐車スポットは１つ以下に限定される。
Σ_a q(e,t,a) = Σ_a (Q(e,t,a)+q1(e,t,a)+q2(e,t,a)) ≦ 1・・・（２７）
　また駐車管理制約条件（区画割当）は、駐車スポットa毎に式（２８）のようになる。
Σ_c Σ_d s(e,t,a,c,d) = q(e,t,a)…（２８）
　また駐車管理制約条件（充電量）は、駐車スポットa毎に式（２９）のようになる。
y(e,t,a) ≦ Σ_c Σ_d W(a,c,d) × s(e,t,a,c,d)…（２９）
　　他の式も同様にして、複数の駐車スポットに関して記述できる。
（実施形態１の効果）
　上述の実施形態１では、既存のＦＭＳが作成した当初運行計画が、駐車・充電計画で実行可能ではない場合に、当初運行計画の当初出発時刻・当初到着時刻を補正し、補正運行計画に対応する駐車・充電計画を再計算する。既存のＦＭＳは、補正運行計画による出発時刻・到着時刻の補正を、既存のＦＭＳの車両使用不可期間に設定されることで、ＥＶ運行制約を反映した運行計画（例えばより短い運行経路へのＥＶ割付）を再計算することができる。
［実施形態２］
　実施形態１では、当初運行計画が実行不可能の場合に、車両の各地点の出発時刻を繰り下げ、到着時刻を繰り上げるよう運行計画を補正し駐車・充電計画の最適化計算を再実行することで、運行計画を実行可能にし、対応する駐車・充電計画を得ている。
　これに対し実施形態２では、実行可能な当初運行計画が実行不可能になるまで、車両の各地点の出発時刻をどれだけ繰り上げ、到着時刻をどれだけ繰り下げることができるかを、実行可能裕度としてフリート管理システム１のオペレータに提示する。よってオペレータは、実行可能裕度をもとに、マニュアル操作によって運行計画を変更できる。
　実施形態２は、実施形態１との差分を中心に説明する。
（実施形態２に係る車両統合管理システム２Ｓの構成）
　図１８は、実施形態２に係る車両統合管理システム２Ｓの構成の例を示す図である。車両統合管理システム２Ｓは、実施形態１に係る車両統合管理システム１Ｓと比較して、駐車・充電管理システム５Ｂが運行計画緩和部７３に代えて実行可能裕度評価部７３Ｂを有する。その他は車両統合管理システム２Ｓ及び駐車・充電管理システム５Ｂは、実施形態１に係る車両統合管理システム１Ｓ及び駐車・充電管理システム５Ｂと同様である。実行可能裕度評価部７３Ｂの処理機能は、図１９を参照して後述する。
（実行可能裕度評価部処理の詳細）
　図１９は、実施形態２に係る実行可能裕度評価部処理の例を示すフローチャートである。実施形態２に係る実行可能裕度評価部処理は、実施形態１に係る駐車・充電計画作成処理（図４）と比較して、ステップＳ１３までが同一で、ステップＳ２４以降が異なる。
（ステップＳ１３）
　運行計画成立判定部７２は、ステップＳ１２において駐車・充電計画が計算可能であったかを判定する。運行計画成立判定部７２は、駐車・充電計画が計算可能であった場合（ステップＳ１３ＹＥＳ）にステップＳ２４に処理を移し、駐車・充電計画が計算不可能であった場合（ステップＳ１３ＮＯ）にステップＳ３１に処理を移す。
（ステップＳ２４）
　実行可能裕度評価部７３Ｂは、当初運行計画３１１が対象とする全車両の集合Eの各車両eについて、ステップＳ２４～Ｓ２９のループを実行する。実行可能裕度評価部７３Ｂは、ステップＳ２４では、全車両の集合Eから未選択の車両eを選択してステップＳ２５に処理を移す。
（ステップＳ２５）
　実行可能裕度評価部７３Ｂは、ステップＳ２４で選択した車両eの当初運行計画３１１の出発時刻をΔＴだけ繰り上げ、到着時刻をΔＴだけ繰り下げる補正を行って、駐車・充電計画の制約条件を強化する。
（ステップＳ２６）
　駐車・充電計画計算部７１は、ステップＳ２５で強化された制約条件下で駐車・充電計画を再計算する。
（ステップＳ２７）
　運行計画成立判定部７２は、ステップＳ２６において駐車・充電計画が計算可能であったかを判定する。運行計画成立判定部７２は、駐車・充電計画が計算可能であった場合（ステップＳ２７ＹＥＳ）にステップＳ２５に処理を戻し、駐車・充電計画が計算不可能であった場合（ステップＳ２７ＮＯ）にステップＳ２８に処理を移す。
（ステップＳ２８）
　運行計画成立判定部７２は、車両毎にステップＳ２５での出発時刻の累積繰上量と、到着時刻の累積繰下量を、実行可能裕度７２３として記録する。
（ステップＳ２９）
　運行計画成立判定部７２は、ステップＳ２４で全ての車両eが選択された場合にはステップＳ３０に処理を移し、ステップＳ２４で未選択の車両eがある場合にはステップＳ２４に処理を戻して未選択の次の車両eを選択し、ステップＳ２５に処理を移す。
（ステップＳ３０）
　運行計画成立判定部７２は、ステップＳ２８で記録した実行可能裕度７２３を、フリート管理システム１に出力する。フリート管理システム１は、実行可能裕度７２３を表示装置９に表示する。
（ステップＳ３１）
　運行計画成立判定部７２は、実行可能裕度７２３＝０を、フリート管理システム１に出力する。フリート管理システム１は、実行可能裕度７２３＝０を表示装置９に表示する。
（実行可能裕度７２３の表示）
　図２０は、実行可能裕度７２３の表示の例を示す図である。当初運行計画３１１における車両毎の当初出発時刻及び当初到着時刻からの出発時刻の繰り上げ可能範囲と到着時刻の繰り下げ可能範囲のそれぞれを、表示装置９の表示画面７１３Ｄ上に棒グラフで示す。オペレータは、棒グラフの長さから直感的に実行可能裕度の大きさを把握したり、ＥＶ毎の実行可能裕度の比較を行ったりできる。
　以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明は上述の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で種々変更可能である。例えば、上述の実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また上述の実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
　また上述の各構成、機能部、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば、集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また上述の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリやハードディスク、ＳＳＤ（Solid　State　Drive）等の記録装置、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
　また上述の各図において、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、必ずしも実装上の全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。例えば、実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
　また上述したフリート管理システム１及び駐車・充電管理システム５の各機能及びデータの配置形態は一例に過ぎない。フリート管理システム１及び駐車・充電管理システム５の各機能及びデータの配置形態は、それぞれが備えるハードウェアやソフトウェアの性能、処理効率、通信効率等の観点から最適な配置形態に変更し得る。
　１Ｓ，２Ｓ：車両統合管理システム、１:フリート管理システム、５，５Ｂ：駐車・充電管理システム、５Ｂ：駐車・充電管理システム、９：表示装置、３１：運行計画部、７１：駐車・充電計画計算部、７２：運行計画成立判定部、７３：運行計画緩和部、７３Ｂ：実行可能裕度評価部、３１１：当初運行計画、７１１：駐車・充電計画、７１２：補正運行計画、７２３：実行可能裕度。
 

Claims (15)

  1. 　充電器を備えた駐車スポットにおける電動車両の充電スケジュールを含んだ駐車・充電計画を計算する駐車・充電管理システムであって、
    　記憶装置及び処理装置を有する前記駐車・充電管理システムが、
    　前記電動車両が前記駐車スポットから出発する出発時刻及び該駐車スポットに到着する到着時刻を含んだ運行計画と、該電動車両に関する制約と、前記充電器に関する制約と、を制約条件として前記駐車・充電計画を計算する駐車・充電計画計算部と、
    　前記駐車・充電計画計算部において前記駐車・充電計画が計算可能ならば前記運行計画を実行可能であると判定し、実行可能の場合に該駐車・充電計画を出力する運行計画成立判定部と、を有し、
    　前記駐車・充電計画計算部は、
    　前記駐車スポットにおいて前記電動車両を駐車する駐車区画のレイアウトに関する制約を前記制約条件として前記駐車・充電計画を計算する
    　ことを特徴とする駐車・充電管理システム。
  2. 　請求項１に記載の駐車・充電管理システムであって、
    　前記駐車区画のレイアウトに関する制約は、
    　前記電動車両が前記駐車区画に進入する方向に該駐車区画が複数並び、駐車の際に該複数の駐車区画に後から進入した前記電動車両から、出発の際に該複数の駐車区画から先に退出させる後入れ先出しのレイアウトの制約である
    　ことを特徴とする駐車・充電管理システム。
  3. 　請求項１に記載の駐車・充電管理システムであって、
    　前記駐車・充電計画計算部は、
    　前記出発時刻及び前記到着時刻の各前後において、前記電動車両と他の前記電動車両とのそれぞれが駐車されている前記駐車区画の入替を実施するように前記駐車・充電計画を計算する
    　ことを特徴とする駐車・充電管理システム。
  4. 　請求項３に記載の駐車・充電管理システムであって、
    　前記駐車・充電計画計算部は、
    　前記到着時刻及び前記出発時刻の各前後において、前記駐車区画に駐車されている前記電動車両に運転士が乗車している待機可能期間を設定し、
    　前記入替を前記待機可能期間に実施するように前記駐車・充電計画を計算する
    　ことを特徴とする駐車・充電管理システム。
  5. 　請求項３に記載の駐車・充電管理システムであって、
    　前記駐車・充電計画計算部は、
    　前記電動車両毎に前記入替の実施可否を設定し、
    　前記実施可否に基づいて、前記入替を実施又は抑制するように前記駐車・充電計画を計算する
    　ことを特徴とする駐車・充電管理システム。
  6. 　請求項３に記載の駐車・充電管理システムであって、
    　前記駐車・充電計画計算部は、
    　前記入替の回数を管理する目的関数を最適化する前記入替を実施するように前記駐車・充電計画を計算する
    　ことを特徴とする駐車・充電管理システム。
  7. 　請求項３に記載の駐車・充電管理システムであって、
    　前記駐車・充電計画計算部は、
    　前記入替の実施時における前記駐車区画の入替対象の前記電動車両の待機時間を管理する目的関数を最適化する前記入替を実施するように前記駐車・充電計画を計算する
    　ことを特徴とする駐車・充電管理システム。
  8. 　請求項１に記載の駐車・充電管理システムであって、
    　前記駐車・充電管理システムが、
    　前記運行計画成立判定部によって、前記駐車・充電計画計算部における前記駐車・充電計画の計算可否に基づいて前記運行計画を実行不可能と判定された場合に、前記出発時刻を繰り下げる又は前記到着時刻を繰り上げる補正を実施するための補正時刻を計算する緩和制約条件及び緩和目的関数を前記駐車・充電計画に設定する運行計画緩和部をさらに有し、
    　前記駐車・充電計画計算部は、
    　前記緩和制約条件及び前記緩和目的関数が設定された前記駐車・充電計画を再計算し、
    　前記運行計画成立判定部は、
    　前記駐車・充電計画計算部において前記緩和制約条件及び前記緩和目的関数が設定された前記駐車・充電計画が再計算可能ならば前記運行計画を前記補正によって実行可能であると判定し、実行可能の場合に該駐車・充電計画及び前記補正時刻を出力する
    　ことを特徴とする駐車・充電管理システム。
  9. 　請求項８に記載の駐車・充電管理システムであって、
    　前記電動車両毎又は前記電動車両のグループ毎に、前記緩和制約条件及び前記緩和目的関数を前記駐車・充電計画に設定する順序を示す緩和順序が設けられており、
    　前記運行計画緩和部は、
    　前記緩和順序の順序で前記電動車両毎又は前記電動車両のグループ毎の前記緩和制約条件及び前記緩和目的関数を前記駐車・充電計画に追加設定し、
    　前記駐車・充電計画計算部は、
    　前記電動車両毎又は前記電動車両のグループ毎の前記緩和制約条件及び前記緩和目的関数が追加設定された前記駐車・充電計画を再計算する
    　ことを特徴とする駐車・充電管理システム。
  10. 　請求項８に記載の駐車・充電管理システムであって、
    　前記駐車・充電計画計算部は、
    　前記電動車両毎又は前記電動車両のグループ毎に前記出発時刻毎及び前記到着時刻毎の前記補正の実施可否を設定し、
    　前記実施可否に基づいて、前記出発時刻毎及び前記到着時刻毎に前記補正を実施又は抑制するように前記駐車・充電計画を計算する
    　ことを特徴とする駐車・充電管理システム。
  11. 　請求項８に記載の駐車・充電管理システムであって、
    　前記駐車・充電計画計算部は、
    　前記到着時刻及び前記出発時刻の各前後において、前記駐車区画に駐車されている前記電動車両に運転士が乗車している待機可能期間を設定し、
    　前記運行計画緩和部は、
    　前記駐車・充電計画計算部における前記駐車・充電計画の計算可否に基づいて前記運行計画を実行不可能と判定された場合に、全ての前記電動車両を前記緩和制約条件及び前記緩和目的関数の対象外として前記補正及び前記補正時刻の計算を抑制し、
    　前記電動車両と他の前記電動車両とのそれぞれが駐車されている前記駐車区画の入替を前記待機可能期間に実施するように前記駐車・充電計画を計算する
    　ことを特徴とする駐車・充電管理システム。
  12. 　請求項１に記載の駐車・充電管理システムであって、
    　前記駐車・充電管理システムが、
    　前記運行計画成立判定部によって、前記駐車・充電計画計算部における前記駐車・充電計画の計算可否に基づいて前記運行計画を実行不可能と判定されるまで、前記出発時刻を繰り上げる又は前記到着時刻を繰り下げる補正を実施する実行可能裕度評価部をさらに有し、
    　前記運行計画成立判定部は、
    　前記実行可能裕度評価部によって繰り上げられた前記出発時刻又は繰り下げられた前記到着時刻で、前記駐車・充電計画計算部における前記駐車・充電計画の計算が不可能ならば、前記運行計画を前記補正によって実行不可能になったと判定し、実行不可能の場合に、前記出発時刻を繰り上げた累積繰上量又は前記到着時刻を繰り下げた累積繰下量を実行可能裕度として出力する
    　ことを特徴とする駐車・充電管理システム。
  13. 　フリート管理システムと、充電器を備えた駐車スポットにおける電動車両の充電スケジュールを含んだ駐車・充電計画を計算する駐車・充電管理システムと、を有する車両統合管理システムであって、
    　記憶装置及び処理装置を有する前記フリート管理システムが、
    　前記電動車両の運行ダイヤと該電動車両を運行できない使用不可期間の情報とに基づいて該電動車両が前記駐車スポットから出発する出発時刻及び該駐車スポットに到着する到着時刻を含んだ運行計画を作成する運行計画部、を有し、
    　記憶装置及び処理装置を有する前記駐車・充電管理システムが、
    　前記フリート管理システムによって作成された前記運行計画と、該電動車両に関する制約と、前記充電器に関する制約と、前記駐車スポットにおいて前記電動車両を駐車する駐車区画のレイアウトに関する制約と、を制約条件として前記駐車・充電計画を計算する駐車・充電計画計算部と、
    　前記駐車・充電計画計算部において前記駐車・充電計画が計算可能ならば前記運行計画を実行可能であると判定し、実行可能の場合に該駐車・充電計画を前記フリート管理システムに出力する運行計画成立判定部と、
    　前記運行計画成立判定部によって、前記駐車・充電計画計算部における前記駐車・充電計画の計算可否に基づいて前記運行計画を実行不可能と判定された場合に、前記出発時刻又は前記到着時刻の補正を実施するための補正時刻を計算する緩和制約条件及び緩和目的関数を前記駐車・充電計画に設定する運行計画緩和部と、
    　を有し、
    　前記駐車・充電計画計算部は、
    　前記緩和制約条件及び前記緩和目的関数が設定された前記駐車・充電計画を再計算し、
    　前記運行計画成立判定部は、
    　前記駐車・充電計画計算部において前記緩和制約条件及び前記緩和目的関数が設定された前記駐車・充電計画が再計算可能ならば前記運行計画を前記補正によって実行可能であると判定し、実行可能の場合に該駐車・充電計画及び前記補正時刻を前記フリート管理システムに出力する
    　ことを特徴とする車両統合管理システム。
  14. 　充電器を備えた駐車スポットにおける電動車両の充電スケジュールを含んだ駐車・充電計画を計算する駐車・充電管理システムが実行する駐車・充電管理方法であって、
    　記憶装置及び処理装置を有する前記駐車・充電管理システムが、
    　前記電動車両が前記駐車スポットから出発する出発時刻及び該駐車スポットに到着する到着時刻を含んだ運行計画と、該電動車両に関する制約と、前記充電器に関する制約と、を制約条件として前記駐車・充電計画を計算する駐車・充電計画計算ステップと、
    　前記駐車・充電計画計算ステップにおいて前記駐車・充電計画が計算可能ならば前記運行計画を実行可能であると判定し、実行可能の場合に該駐車・充電計画を出力する運行計画成立判定ステップと、を実行し、
    　前記駐車・充電計画計算ステップでは、
    　前記駐車スポットにおいて前記電動車両を駐車する駐車区画のレイアウトに関する制約を前記制約条件として前記駐車・充電計画を計算する
    　ことを特徴とする駐車・充電管理方法。
  15. 　請求項１４に記載の駐車・充電管理方法であって、
    　前記駐車・充電管理システムが、
    　前記運行計画成立判定ステップによって前記運行計画が実行不可能と判定された場合に、前記出発時刻又は前記到着時刻の補正を実施するための補正時刻を計算する緩和制約条件及び緩和目的関数を前記駐車・充電計画に設定する運行計画緩和ステップをさらに実行し、
    　前記駐車・充電計画計算ステップでは、
    　前記緩和制約条件及び前記緩和目的関数が設定された前記駐車・充電計画を再計算し、
    　前記運行計画成立判定ステップでは、
    　前記駐車・充電計画計算ステップにおいて前記緩和制約条件及び前記緩和目的関数が設定された前記駐車・充電計画が再計算可能ならば前記運行計画を前記補正によって実行可能であると判定し、実行可能の場合に該駐車・充電計画及び前記補正時刻を出力する
    　ことを特徴とする駐車・充電管理方法。
     
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