乗務員交番表作成アルゴリズム

乗務員交番表をコンピュータで自動作成するアルゴリズムを開発し、その試作システムCLARSを開発しました。

1.乗務員の勤務と乗務員交番表

運転士・車掌の勤務はとても不規則です。乗務員の勤務内容を表したものを行路または乗務行路といいます。行路には一日で勤務を終える日勤と暦日をまたぐ泊まりの勤務があり、出勤時刻、退勤時刻、乗務時間など、行路によってその内容はひとつひとつ異なります。乗務員は交番組という複数のグループに分かれて、各グループに設定された勤務順序に従って勤務します。

乗務員交番表は、交番組の勤務順序(交番)を定めた表です。乗務員交番表の作成は、ダイヤ改正時に乗務員の行路計画に続いて実施されます。その際、勤務の順序が乗務員にとって過酷にならないように規定類で制限されています。例えば、休養日明けの早朝勤務の禁止、乗務時間に応じた休養の確保、深夜時間帯に乗務する勤務の連続に関する制限などです(図1)。また、グループによって労働条件に偏りが生じないように考慮することも必要です。そこで、各グループに行路を割り振る段階で、グループ間の労働条件の平準化が必要になります(図2)。また、始発列車、最終列車を受け持つ行路、特殊な列車に乗務する行路、受け持ちの少ない線区を担当する行路など、同類の行路が同じグループに偏らないように配分する必要があります。このように、乗務員交番表の作成は複雑で厳しい条件を満たすように行路の振り分けおよび勤務順序の決定を行う、非常に多くの時間と労力を必要とする作業です。

図1 勤務順序に関する条件
図2 グループ間の労働条件の平準化

2.乗務員交番表の自動作成

私たちは、この複雑な乗務員交番表をコンピュータで自動的に作成する手法を開発し、その試作システム、CLARSを開発しました。このシステムでは、コンピュータが完全自動で交番表を作り、それを担当者が見て不満や要求があればその箇所を指摘します。指摘されたコンピュータは先の交番表を元に作り直します。このようにこのシステムでは、完全自動作成でありながら人間との対話機能を重視する、新しいコンセプトを提案しています。

参考文献

  1. 坂口隆:制約論理プログラミングの探索手法と対話型スケジューリング、オペレーションズ・リサーチ、Vol.47、No.2、pp.16-21、2002
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