車両運用計画自動作成アルゴリズム
１．車両運用計画とは
鉄道会社は予め作成した輸送計画に従って列車を運行します。輸送計画には、列車の運転時刻表を作成する列車ダイヤだけでなく、車両の使用方を決める車両運用計画が含まれます。
列車として実際に線路の上を走るのは車両です。どの車両を使ってどの列車を走らせるかを決めなければ列車を運行することはできません。車両はとても高価なものです。限られた数の車両で一日に往来する数百本の列車を上手く運用しなければなりません。そこで、「いかに効率をよくするか」を念頭に、各車両を順番に使用する列車を決めていきます。列車に割り当てるべき車両がその列車の始発駅にいなければ、別の駅から車両を回送して車両を確保することもあります。しかし、回送は運行のコストを伴うほか、ダイヤ上の時間を確保する必要があり、できるだけ回送列車はは少なくしなければいけません。また、車両検査の為に、定期的に車両を車両基地に帰還させる必要もあります（図１）。さらには、編成の分割併合により輸送力を調整する運用を作成することもできますが、分割併合には作業員や作業時分が必要となるため、その回数はなるべく少なくする必要があります。
２．車両運用計画の自動作成
● 自動作成の目的
このようにダイヤ通りに列車が運行できるように効率的な車両の使い方を決める計画が車両運用計画です。効率的な車両運用計画を作るという極めて知的な作業をコンピュータが行う、いわゆる自動作成システムの研究開発を行っています。この研究開発には、計画担当者の負荷を軽減することだけでなく、輸送計画全体をスピードアップすることで旅客のニーズに素早く対応できるようにするという狙いがあります。
● 自動作成で用いる手法
自動作成のための手法として、数理最適化手法を採用しています。同手法を用いることにより、数多ある計画案から、車両数や回送距離、さらには分割併合回数等がなるべく少ない計画案を効率的に求めることができます。
参考文献
- 福村直登、中村達也、西森進矢、坂口隆：車両運用計画自動作成アルゴリズムの開発、鉄道総研報告、第22巻、第6号、pp.5-10、2008.06
- 加藤怜、福村直登、森戸晋、中村成美、後藤浩一：車両運用計画提案システムのプロトタイプ開発、第55回鉄道サイバネ・シンポジウム論文集、論文番号407、2018
- 加藤 怜、森戸晋、福村 直登：混合整数計画法を用いた編成の分割併合を考慮した車両運用計画の作成、電気学会論文誌D、Vol.142、No.4、pp.280-289、2022