利用者の不満を最小にする列車運転整理案作成アルゴリズム

列車ダイヤに乱れが生じた時に、シミュレーション計算を繰り返すことによって運転整理案を作成するアルゴリズムです。

1.概要

事故などが発生して、列車ダイヤに乱れが生じた時に、正常ダイヤに戻すためのダイヤ変更案(運転整理案)を作成するアルゴリズムです。簡易な列車運行予測を繰り返すことで、運休、車両運用変更、着発線変更などを提案する機能があります。これらの列車運行予測機能や、各提案機能は、他の研究開発でも活用しています。

2.特徴

事前に定義した「利用者の不満」を少なくするような運転整理案を作成します。ここでは、「利用者の不満」として、列車の遅延、列車の頻度等を考慮できます。例えば、「5分以上の発遅延」を不満として定義することができます。列車の着発に着目したモデル化により瞬時の列車運行予測を可能とし、この予測計算を繰り返すことで、適切な運休、車両運用変更、着発線変更等を提案します。

3.アルゴリズム

アルゴリズムの構成を図1に示します。「利用者の不満」の検出と解消を繰返すことで、解となる運転整理案を改善し、最終的な案を出力します。工程管理に用いられるPERT(Program Evaluation and Review Technique)で列車運行をモデル化しています。繰り返し計算の枠組みとして、メタヒューリスティクスと呼ばれる最適化技術を用いています。

図1 アルゴリズムの構成

4.実施例

何らかの原因で、列車が約30分遅延した場合を想定します。運転整理なしの場合(図2)では、遅れた列車が番線をふさいでいるため、次にその番線を使う列車が駅に入れなくなり、その影響を受けて後続の列車が駅の手前で停止しています。また、発車順序を変更していないため、後続列車の発車がすべて大幅に遅れています。

運転整理後のダイヤ(図3)では、適切な運休(山切り)、車両運用変更、番線変更、発車順序の変更により、利用者の不満を最小限にとどめた運転整理案を作成した結果となっています。

図2 運転整理なしの場合
図3 本システムによる運転整理結果

参考文献

  1. 富井規雄、田代善昭、田部典之、平井力、村木国満:顧客満足度を考慮した運転整理アルゴリズム、鉄道総研報告、第18巻、第12号、pp.7-12、2004.12
  2. 富井規雄:乱れたダイヤを整理する、RRR、Vol.61、No.5、pp.4-7、2004.05
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