図面 (/)

技術 乗務員運用計画作成システム

出願人 株式会社エヌ・ティ・ティ・データ・セキスイシステムズ日本貨物鉄道株式会社
発明者 重田英貴藤原寿光
出願日 2011年6月28日 (7年3ヶ月経過) 出願番号 2011-143234
公開日 2013年1月17日 (5年9ヶ月経過) 公開番号 2013-011976
状態 特許登録済
技術分野 特定用途計算機
主要キーワード 削減コスト 部分交換 休止情報 旅客列車 改善対象 連結対象 日付変更時刻 列車運行ダイヤ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2013年1月17日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (20)

課題

例え計画の作成規模が大きくなっても1日単位乗務員運用計画を作成することができる乗務員運用計画作成システムを提供する。

解決手段

列車運行ダイヤの各列車運行区間を乗務員の仕業単位に割り付けて所定期間の乗務員の運用計画を作成する乗務員運用計画作成システム1において、前記列車運行ダイヤ作成時には予定されていない休止を反映した列車運行データに基づいて乗務員の日毎の行程断片を生成する列車運行置換手段22と、この行程断片をその開始時刻ソートする行程断片ソート手段23と、ソートされた行程断片を時系列的重複しない行程断片同士で一対一の仮連結を行う仮連結手段24と、各仮連結で得られる行程断片が所定の評価基準を超えるか否かを仮連結ごとに評価する連結評価手段25と、評価基準を超える仮連結のうち最も高い評価値の仮連結を本連結してより長い行程断片又は仕業を生成する本連結手段26と、を備えたものとする。

概要

背景

従来、貨物列車旅客列車等の運転士車掌といった乗務員運用計画作成において、乗務員が1回の出勤でこなす勤務内容の単位を仕業とした場合に、例えばこの仕業を30日分作成して1つの交番表を作成し、複数の乗務員が1つのグループ(交番組)を形成し、ローテーションで各仕業を順にこなしていく交番割による運用が行われている(特許文献1参照)。

特許文献1では、横方向の実線で乗務員の乗務が示され、破線は乗務員の休憩時間を示している。そして、これらを繋ぎ合わせた一本の線が乗務員の1日の勤務内容(仕業)を示し、いくつかの仕業で1つの交番割が作成されている。

特許文献1の発明は、列車運行ダイヤにみだれが発生した場合に、ダイヤみだれに対応した整理ダイヤを作成し、この整理ダイヤに乗務員を再割当するものである。

概要

例え計画の作成規模が大きくなっても1日単位で乗務員の運用計画を作成することができる乗務員運用計画作成システムを提供する。列車運行ダイヤの各列車運行区間を乗務員の仕業単位に割り付けて所定期間の乗務員の運用計画を作成する乗務員運用計画作成システム1において、前記列車運行ダイヤ作成時には予定されていない休止を反映した列車運行データに基づいて乗務員の日毎の行程断片を生成する列車運行置換手段22と、この行程断片をその開始時刻ソートする行程断片ソート手段23と、ソートされた行程断片を時系列的重複しない行程断片同士で一対一の仮連結を行う仮連結手段24と、各仮連結で得られる行程断片が所定の評価基準を超えるか否かを仮連結ごとに評価する連結評価手段25と、評価基準を超える仮連結のうち最も高い評価値の仮連結を本連結してより長い行程断片又は仕業を生成する本連結手段26と、を備えたものとする。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

列車運行ダイヤの各列車運行区間乗務員仕業単位に割り付けて所定期間の乗務員の運用計画を作成する乗務員運用計画作成システムにおいて、前記列車運行休止を反映した列車運行データに基づいて乗務員の日毎の行程断片を生成する列車運行置換手段と、この行程断片をその開始時刻ソートする行程断片ソート手段と、ソートされた行程断片を時系列的重複しない行程断片同士で順々に一対一の仮連結する仮連結処理を行う仮連結手段と、前記仮連結ごとに所定の評価を行ったときの評価値が、所定の評価基準値を超えるか否かを判断し、超えた場合には所定の評価基準値を当該評価値に置き換える連結評価手段と、前記仮連結処理後に得られる評価基準値の仮連結を本連結して、より長い行程断片又は仕業を生成する本連結手段と、を備えたことを特徴とする乗務員運用計画作成システム。

請求項2

前記仮連結手段は、仮連結する対象の日の範囲を維持しつつ一日ずつずらしながら仮連結処理を行い、前記連結評価手段は、既行の仮連結処理の評価基準値に基づいて連結打切基準値算定し、現行の仮連結処理後の評価基準値が連結打切基準値を上回っているか否かについて判断し、前記評価値が前記連結打切基準値より上回っている場合に前記本連結させることを特徴とする請求項1に記載の乗務員運用計画作成システム。

請求項3

前記仮連結手段は、前記ソートされた行程断片を仮連結する際に、任意に選択した一の行程断片と、この行程断片との開始時刻差が24時間以下の他の行程断片とを抽出して、仮連結をすること特徴とする請求項1又は2に記載の乗務員運用計画作成システム。

請求項4

既出の仮連結の評価値と同じ評価値の仮連結が現れた場合、それ以降の少なくとも一部の仮連結を省略するバイパス手段を備えたことを特徴とする請求項1〜3いずれか1項に記載の乗務員運用計画作成システム。

請求項5

毎日運行した場合の列車運転率を100%とした場合に各列車運行の運転率を算出する運転率算出手段と、運転率が基準値以上の列車運行グループと基準値未満の列車グループとに分ける列車グループ化手段とを備え、運転率が基準値未満の列車グループについて、日別乗務員運用計画を作成することを特徴とする請求項1〜4いずれか1項に記載の乗務員運用計画作成システム。

請求項6

基準乗務時間に対する各乗務員の乗務時間の割合である乗務割合を算出する乗務割合算出手段と、この乗務割合が基準値以上の乗務員グループと基準値未満の乗務員グループとに分ける乗務員グループ化手段と、前記基準値以上の乗務割合の乗務員グループを、前記基準値以上の運転率の列車グループに割り付け、前記基準値未満の乗務割合の乗務員グループを前記基準値未満の運転率の列車グループに割り付けるグループ紐付手段とを備え、前記列車の運転率が基準値以上の列車グループについて交番割を作成することを特徴とする請求項5に記載の乗務員運用計画作成システム。

技術分野

0001

本発明は、列車乗務員運用計画表を作成するに際して、需要増減等によって既に作成された列車運行ダイヤが変化することに対応して日ごとに乗務員運用計画を作成することができる乗務員運用計画作成システムに関するものである。

背景技術

0002

従来、貨物列車旅客列車等の運転士車掌といった乗務員の運用計画作成において、乗務員が1回の出勤でこなす勤務内容の単位を仕業とした場合に、例えばこの仕業を30日分作成して1つの交番表を作成し、複数の乗務員が1つのグループ(交番組)を形成し、ローテーションで各仕業を順にこなしていく交番割による運用が行われている(特許文献1参照)。

0003

特許文献1では、横方向の実線で乗務員の乗務が示され、破線は乗務員の休憩時間を示している。そして、これらを繋ぎ合わせた一本の線が乗務員の1日の勤務内容(仕業)を示し、いくつかの仕業で1つの交番割が作成されている。

0004

特許文献1の発明は、列車運行ダイヤにみだれが発生した場合に、ダイヤみだれに対応した整理ダイヤを作成し、この整理ダイヤに乗務員を再割当するものである。

先行技術

0005

特開2006−79440号公報

発明が解決しようとする課題

0006

特許文献1に開示された乗務員運用整理案作成装置は、一つの交番組がローテーションで各仕業を順にこなしていく交番割の運用計画を作成するものであり、日々の計画を作る手間や、勤務条件を一人ずつ考える手間が省けるというメリットがあるが、交番組がローテーションで各仕業を順にこなしていくため、1日単位で発生する需要の変動に柔軟に対応することができない。

0007

また、特許文献1のものは、ダイヤみだれが発生したときに、その日に予定されていた仕業を切り出し、これに対して乗務員を再割当しているものであり、日別の需要を反映したものではない。

0008

一般的な旅客列車や貨物列車の運用の場面では、土曜日休日祝日の場合には平日とは異なる列車運行ダイヤが用いられる。さらに、例えば冬場には石油列車による需要が日別に変動し、ゴールデンウィーク、お盆等の長期休暇の場合には工場等が閉まって原料製品の需要が低下し、突然の震災等による列車の増発や休止等で、1日単位で需要が変動する。

0009

しかし、このような場合でも、交番割によって運用計画を作成する場合、例えば1年間を通して全ての列車が運行されることを前提に乗務員運用計画を作成して運用に必要な最低限の乗務員を割り付けておく必要がある。しかしながら、前述のように輸送量には波動があり、その運転された列車が運転されなければ、計画上割当があっても実際には勤務が発生しない場合があり、仮に最適化する計画ができたとしても、日々の休止の発生により非効率となることを免れない。

0010

そこで、1日単位で計画を作成することが考えられるが、この場合、例えば連日繰り返される仕業であっても、日ごとに異なる仕業と捉えるため、例えば30日分(約1ヶ月分)の計画を作成しようとした場合、計画作成対象のデータは約30倍となり、例えば計算量がデータ量の二乗に比例するような組み合わせ最適化アルゴリズムを使用した場合、約900倍の時間がかかることになってしまう。このため、運用計画作成の解を得るのに時間がかかったり、解が得られない場合がある。

0011

そこで、本発明は、上記事情に鑑みて、たとえ計画の作成規模が大きくなっても1日単位で乗務員の運用計画を作成することができる乗務員運用計画作成システムの提供をすることを目的としている。

課題を解決するための手段

0012

(1)前記目的を達成するために、本発明に係る乗務員運用計画作成システムは、列車運行ダイヤの各列車運行区間を乗務員の仕業単位に割り付けて所定期間の乗務員の運用計画を作成する乗務員運用計画作成システムにおいて、前記列車運行の休止を反映した列車運行データに基づいて乗務員の行程断片を生成する列車運行置換手段と、この行程断片をその開始時刻ソートする行程断片ソート手段と、ソートされた行程断片を時系列的重複しない行程断片同士で順々に一対一の仮連結する仮連結処理を行う仮連結手段と、前記仮連結ごとに所定の評価を行ったときの評価値が、所定の評価基準値を超えるか否かを判断し、超えた場合には所定の評価基準値を当該評価値に置き換える連結評価手段と、前記仮連結処理後に得られる評価基準値の仮連結を本連結して、より長い行程断片又は仕業を生成する本連結手段と、を備えたことを特徴とする。

0013

(2)また、前記仮連結手段は、仮連結する対象の日の範囲を維持しつつ一日ずつずらしながら仮連結処理を行い、前記連結評価手段は、既行の仮連結処理の評価基準値に基づいて、連結打切基準値算定し、現行の仮連結処理後の評価基準値が連結打切基準値を上回っているか否かについて判断し、前記評価値が前記連結打切基準値より上回っている場合に前記本連結させることを特徴とすることとしてもよい。

0014

(3)さらに、前記仮連結手段は、前記ソートされた行程断片を仮連結する際に、任意に選択した一の行程断片と、この行程断片との開始時刻差が24時間以下の他の行程断片とを抽出して、仮連結をしてもよい。

0015

(4)また、既出の仮連結の評価値と同じ評価値の仮連結が現れた場合、それ以降の少なくとも一部の仮連結を省略するバイパス手段を備えていてもよい。

0016

(5)さらに、本発明に係る別の乗務員運用計画作成システムは、上記いずれかの乗務員運用計画作成システムにおいて、毎日運行した場合の列車の運転率を100%とした場合に各列車運行の運転率を算出する運転率算出手段と、運転率が基準値以上の列車運行グループと基準値未満の列車グループとに分ける列車グループ化手段とを備え、運転率が基準値未満の列車グループについて、日別に乗務員運用計画を作成することを特徴とする。

0017

(6)さらに、このシステムが、基準乗務時間に対する各乗務員の乗務時間の割合(乗務割合)を算出する乗務割合算出手段と、この乗務割合が基準値以上の乗務員グループと基準値未満の乗務員グループとに分ける乗務員グループ化手段と、前記基準値以上の乗務割合の乗務員グループを、前記基準値以上の運転率の列車グループに割り付け、前記基準値未満の乗務割合の乗務員グループを前記基準値未満の運転率の列車グループに割り付けるグループ紐付手段とを備え、前記列車の運転率が基準値以上の列車グループについて交番割を作成することとしてもよい。

0018

なお、本出願において、「行程」とは、例えばA→B→Cの3駅を停車駅とする一の列車運行がある場合にA駅からC駅までの列車運行をいい、「行程断片」とは、上記の例でA−B駅間やB−C駅間の列車運行を担当する乗務員の乗務単位をいう。さらに、「仕業」とは、複数の「行程」からなる乗務員の約1日の乗務内容をいう。

0019

また、「乗務割合」とは、基準乗務時間に対する各乗務員の乗務時間の割合を意味する。

発明の効果

0020

このように構成された本発明の乗務員運用計画作成システムによれば、組み合わせ最適化問題として通常得ることが難しい又は得られない行程断片の連結解をより早く確実に得ることができるようになる。

0021

この結果、解が得られる時間が格段に短くなり、各乗務員の日々の仕業を1日毎の別々の予定として作成することができる。そのため、交番のように決められた仕業を順番にこなしていくだけのシステムでは対応が困難な事象、例えば需要の増加による増発、突然の震災による休止が発生した場合など、需要の変化にも柔軟に対応することができる。

図面の簡単な説明

0022

本発明に係る実施の形態の乗務員運用計画作成システムの構成を説明するブロック図である。
1日の列車運行ダイヤを示した図である。
本発明に係る実施の形態の乗務員運用計画作成システムの全体的な処理の流れを説明するフローチャートである。
図3の行程断片の連結処理の主な流れを説明するフローチャートである。
図4の行程断片の部分連結処理の主な流れを説明するフローチャートである。
図5の行程断片の仮連結処理の流れを説明するフローチャートである。
図3の仕業の改善の処理の主な流れを説明するフローチャートである。
図7の行程断片の部分交換処理の主な流れを説明するフローチャートである。
図8の行程断片の仮交換処理の主な流れを説明するフローチャートである。
図2の1日の列車運行ダイヤから日々の休止を反映して作成した日別の列車運行ダイヤを示す図である。
図10の日別の列車運行ダイヤに基づいて生成された行程断片のプールを示す図である。
図11の行程断片を時系列的に並べて日別に示した図である。なお、ここでの日付は列車運行数が最少となる時刻図2図10の白抜矢印参照)を日付変更としている。
(a)〜(c)は、乗務員運用計画作成システムによる連結処理の具体例を説明する図である。
時刻と列車運行数との関係を示す一般例を示し、列車運行数が最少となる時刻を日付変更とする処理を説明するための図である。
日別の乗務員運用表を示す図である。
本発明に係る実施例の乗務員運用計画作成システムの構成を示すブロック図である。
(a)各列車の運転率と、運転率により分けた各列車グループを示す。(b)乗務員の乗務割合と、乗務割合により分けた各乗務員グループを示す。
実施例の乗務員運用計画作成システムにより乗務員運用表を作成する全体的な処理の流れを説明するフローチャートである。
図17の列車のグループ分け処理の流れを説明するフローチャートである。
図17の乗務員のグループ分け処理の流れを説明するフローチャートである。

0023

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1では、本実施の形態の乗務員運用計画作成システム1の構成を説明している。

0024

乗務員運用計画作成システム1は、列車運行データ2aと乗務員データ2bが記憶されたデータベース2と、データベース2に記憶された情報を以下に説明する各手段により処理して乗務員運用計画を作成する処理部3と、作成した乗務員運用計画を出力する出力手段4を有している。

0025

この乗務員運用計画作成システム1は、処理部3の読込手段21により需要を反映した日別の列車運行ダイヤを読込み、これに基づいて「行程断片」を複数作成し、これらを好適に連結して各乗務員の仕業を日別に作成することにより、日別の乗務員運用計画表を作成するものである。

0026

ここで、上述したように「行程断片」とは、乗務員の乗務単位をいう。例えば、図2に示す列車運行N1からは、A駅からB駅に列車運行N1を行う乗務内容の行程断片n1が生成される。

0027

ここで、図示していないが、仮にA駅からC駅の列車運行であってB駅にて停車する列車運行があるとすると、A駅からC駅までの行程にはA−B駅間とB−C駅間との2つの行程断片が含まれることとなる。

0028

図2の列車運行ダイヤは、運行される貨物列車を時刻別横軸参照)に示し、列車運行ダイヤの縦軸各駅名及び駅間距離を簡略的に示している。符号M1,M2,N1,N2,Q1,Q2,X1,Y1は列車運行を示し、往路と復路で「列車」が異なるため、異なる列車運行「M1」、「M2」、・・・となっている。

0029

図2に示す一般的な1日の列車運行ダイヤは、時刻別に運行される全ての列車を示しているが、例えば6月12日は列車運行Q1,Q2が休止というように当初運行する設定であった列車であっても、需要の減少により列車が運行しない場合がある。

0030

そのため、日別に運用計画を作成する場合には、図10に示すように、休止情報を反映させた日別の列車運行ダイヤを生成する必要がある。図10の日別の列車運行ダイヤは、図2に示す1日の列車運行ダイヤを休止情報を反映して日別に横に展開したものである。本システムにおいては、この日別の列車運行ダイヤは、列車運行データ2aに含まれているものとする。

0031

以下、乗務員運用計画作成システム1の処理部3について説明する。

0032

処理部3は、日別の列車運行ダイヤを読み込むための読込手段21と、日別の各列車運行を行程断片に置き換える列車運行置換手段22と、置換した乗務員の行程断片をその開始時刻でソートする行程断片ソート手段23と、ソートされた行程断片を仮連結する仮連結手段24と、各仮連結の削減コスト量を評価する連結評価手段25と、最大の削減コスト量となる最良の仮連結を本連結する本連結手段26と、仮連結処理において既出の最良の仮連結と同じ評価値の行程断片が出現した場合に、その後の仮連結処理の少なくとも一部をバイパスするバイパス手段27と、行程断片に必要な便乗を付加して仕業にする仕業作成手段28と、仕業内の行程断片を交換して仕業を改善する仕業改善手段29と、行程断片および仕業が労働規定違反していないかどうかをチェックする労働規定チェック手段30とを主に備えている。

0033

ここで、「仮連結」とは、行程断片同士を一対一で仮に連結することをいい、実際に行程断片同士を連結した場合に人件費等のコストがどの程度削減されるか評価するために行われるものである。

0034

また「本連結」とは、仮連結を実際に連結して、より長い行程断片を生成することをいう。さらに、「仮連結処理」とは、複数の行程断片同士を総当りで仮連結させる処理をいう。

0035

<列車運行置換手段>
列車運行置換手段22は、日別の列車運行を行程断片に置き換えるものである。この置換により生成される各行程断片は、少なくとも開始時刻の情報を伴った形で生成される(図11参照)。

0036

日付変更時刻
貨物列車の運行は深夜に行われることが多いので、日付変更時刻を24時(午前0時)に合わせた場合、日を跨いだ列車の運行が不自然に分割される場合がある(例えば、A駅を出発してB駅に午後11時に着き、翌日の午前1時にB駅から出発してC駅に着くような列車があった場合、A−B駅間の運行と、B−C駅間の運行が別々に分割された計画作成対象となってしまう)。

0037

そこで、運行列車数が最少の時間帯を日付変更時刻として設定するのが望ましい。例えば、図13に示す一般例では設定した時刻(白抜矢印)が日付変更時刻となる。これにより運行列車数が多い時間帯が同一日付として探索範囲になるため、連結対象が見つかるのが早くなる効果がある。該当時刻に列車が運行されている場合もあるが、本システムは連続した日付同士を併せて探索範囲にする仕組みを有し、結局は本連結されるため問題とはならない。

0038

日付変更時刻は、列車運行数が最少の時刻であればよく、夜間に限らず日中に設定することもできる。また、貨物列車に限らず他の乗務員運用計画について本システムにより計画を作成する場合でも同様に日付変更時刻を設定することができる。

0039

<行程断片ソート手段>
行程断片ソート手段23は、生成された各行程断片のプール(図11参照)につき、各行程断片の開始時刻を指標にして各行程断片を時系列的に並び替えるソートを行うものである。図12にソートされた日付別の行程断片を示す。なお、図12の各行程断片は、図11と同様に、図10の各列車運行に対応した小文字アルファベットで示されている。

0040

<仮連結手段>
仮連結手段24は、1回の仮連結処理で対象とする連続日分(例えば連続3日分、図12の探索範囲参照)の行程断片を、図12に示すように日別に展開された行程断片の中から抽出し、さらに、そのうちの一の行程断片を基礎断片として選択し、基礎断片と時系列的に重複しない他の行程断片とで仮連結を行うものである。

0041

仮連結手段24は、基礎断片の開始時刻の前後24時間以内の時点を開始時刻とする他の行程断片を抽出して仮連結する。これは、開始時刻差が24時間を越える行程断片との連結が労働規定等により制約されることによる。この例では、1回の仮連結処理の対象を連続3日分としている。これは一日の途中から始まる24時間の仕業を作成するためには2日間を探索対象にする必要があること、列車運用の周期性を利用するためにはさらにもう一つの仕業が入る範囲を対象とする必要があるためである。

0042

しかし、乗務員が連泊で行う等の仕業を考慮して24時間を越える行程断片と仮連結するようにしてもよく、この場合、1回の仮連結処理の対象とする連続日分(探索範囲)を連続4日分以上としてもよい。

0043

<連結評価手段>
連結評価手段25は、仮連結手段24による一対一の仮連結で得られる行程断片についての評価値が所定の評価基準値を超えるか否かを仮連結ごとに判断するものである。例えば、この評価値は仮連結した場合の評価基準値を削減コスト量とすることができる。

0044

この場合、図12に示す例では、3日目の行程断片q1,q2と1日目の行程断片n1,n2を比較すると行程断片q1,q2の方が行程断片同士の間隔が狭くコスト削減されることから、仮連結時の評価値が高いものとなる。したがって、1〜3日目を仮連結処理する場合、3日目の行程断片q1,q2の仮連結が最良の仮連結ということになる。

0045

また、連結評価手段25は、一連の仮連結を試行している最中は、仮連結の評価基準値としての、その時点での連結時最良削減コストを常に更新し続ける。そして、一連の仮連結が終了した時点で、連結時最良削減コストの情報、つまり最もコスト削減がされた最良の仮連結と、その評価値の情報を後述の本連結手段26に渡す。

0046

また、連結評価手段25は、本連結手段26に渡した評価値が、既に行なった仮連結処理における最高の評価値から計算された、連結打切基準値としての連結打切用削減コストより上回っているか否かについても判断し、上回っていない場合には後述の本連結をさせないようにする。

0047

これは、最もコスト削減される仮連結であっても、連結打切用削減コストを上回っていなければ、十分なコスト削減が達成されていないものとして、本連結の対象から除くものである。これにより、コスト削減の低い行程断片同士を本連結せず、他の探索範囲内にある行程断片との連結ができるようにする。

0048

<本連結手段>
本連結手段26は、最良の仮連結を本連結して、より長い行程断片又は仕業を作成するものである。本連結された行程断片は、新たな行程断片として再び仮連結処理に供される。

0049

<バイパス手段>
バイパス手段27は、既に本連結された仮連結と同じ条件の仮連結が出現した場合に、それ以降に予定されている仮連結を省略して、その現在試行している1回分の仮連結処理を終了させるものである。

0050

具体的には、一の基礎断片と他の行程断片について一対一の仮連結を行っている最中に、既に本連結された最良の仮連結の削減コスト量と同じ仮連結が現れた場合、既出の仮連結と同じ条件のものと判断して、それ以降の仮連結は行わないようにするものである。

0051

<仕業作成手段>
仕業作成手段28は、上記条件を満たす本連結をそれ以上することができない本連結後の行程断片について解析を行い、仕業が基地駅で開始および終了しているか否かを判断する。仕業が基地駅で開始していない、あるいは、基地駅で終了していない場合には、基地駅から開始して基地駅に戻る仕業となるように本連結後の行程断片に対して旅客便乗を付加したり適切な位置で切断を行ったりする。

0052

仕業の基地駅については、任意の手段で決めることとしてもよいが、どの基地駅に仕業が所属するものであるかは仕業作成時に決定されている必要がある。

0053

基地駅が一つの場合には基地駅は自明であるが、二以上の基地駅がある場合、各仕業について基地駅を決定する必要がある。基地駅を決定する方法としては、例えば業務ルールとして定めたり、行程断片の駅に近い基地駅を選択することができる。

0054

A駅が基地駅である乗務員の場合、同じ基地駅Aを開始地点終了地点とする行程断片は、何ら修正をしなくとも、それだけで一つの仕業となる。これに対して、行程断片の開始地点又は終了地点が同じ基地駅Aでない場合は、便乗や行程断片を付加することで基地駅Aに戻る仕業に修正しなければならない。

0055

<仕業改善手段>
仕業改善手段29は、仕業同士で一部行程断片を仮交換して評価値が改善できる場合に、本交換を行うものである。

0056

ここで「仮交換」とは、対象とする複数の仕業にそれぞれ含まれる行程断片同士を異なる仕業間で、一対一で仮に交換することをいい、実際に行程断片同士を交換した場合に人件費等のコストがどの程度削減されるか評価するために行われるものである。

0057

また「本交換」とは、仕業同士間で実際に行程断片を組換える交換をして新たな仕業を再生成することをいう。さらに、「仮交換処理」とは、複数の行程断片同士を総当りで仮交換させる処理をいう。

0058

仕業改善手段29は、仮交換する前の各仕業の評価値の和と仮交換した後の各仕業の評価値の和を比較し、交換の前後で評価値の合計が改善される場合には本交換を行う。

0059

また、仕業改善手段29は、仮連結処理と同様、所定の連続日分(例えば連続3日分)を探索範囲として仮交換処理することで、仮交換対象を時系列に限られた範囲に限定することができる。

0060

加えて、一の仮交換処理中に、既出の最良の仮交換時の評価値と同値の評価値が出現した場合には、前記バイパス手段27によって、それ以降の仮交換を省略させてもよい。

0061

<労働規定チェック手段>
労働規定チェック手段30は、仮連結手段24で仮連結された行程断片、仕業作成手段28で作成された仕業、仕業改善手段で行程断片の仮交換が行われた仕業が労働規定を満たしているかをチェックする。

0062

例えば、作成された仕業が長すぎて1回の乗務時間の制限を超えていれば、その仕業は成り立たない。また、継続して乗務することができる距離や時間に制限がある場合は、それを超える乗務を含む仕業は成り立たない。さらに、乗務時間にその他の必要業務時間を加えた労働時間が制限を超えるような仕業も成り立たない。

0063

このような仕業あるいは行程断片は、労働規定チェック手段30により検出され、コストの削減が不可能と判断されたり、交換の候補から外したりされる。

0064

<出力手段>
出力手段4は、乗務員運用計画作成システム1の処理部3によって生成された乗務員運用表を出力する処理を行う。この出力手段4は、記録媒体にデータを書き込む手段、プリンター又はモニタなどのいずれの構成であってもよい。

0065

<行程断片の連結処理>
次に、図3図6のフローチャートを参照しながら、本実施の形態の乗務員運用計画作成システム1の処理の流れについて説明する。

0066

テップS1−1において、処理部3の読込手段21により日別の列車運行のデータを有する列車運行データ2aの読込みを行う。

0067

上述したように、この列車運行データ2aは、需要の増減等により予定が変わることにより、日々異なったものとなっている。

0068

図2の1日の列車運行ダイヤ中の列車運行M1,M2,N1,N2,Q1,Q2,X1,Y1の全列車が日々繰り返し運行される予定であった場合に、図10の日別の列車運行ダイヤに示すように、例えば6月12日では列車運行N1,N2,Q1,Q2,X1,Y1が休止して列車運行N1,N2のみが運行するように、日々異なったものとなっている。

0069

ステップS1−2では、日別の列車運行ダイヤの列車運行に対応した、日別の行程断片を生成する。具体的には、図10に示す6月12日の列車運行N1に基づいて、6月12日の行程断片n1(図11図12参照)が生成されるというように、それぞれ行程断片が生成される。

0070

これにより、運用表の作成対象期間の日付分の行程断片によりなる行程断片のプールが作成される(図11参照)。図11に示すプールに含まれる各行程断片は、外見上は同じような行程断片があるが、それぞれの行程断片は、少なくとも異なる開始時刻を有しているため、互いに異なる行程断片となる。

0071

図3を参照して、ステップS1−3では、行程断片のプールに含まれる行程断片同士を、具体的に後述するサブステップS2〜S4系(図4図6参照)により、時系列的に重複しないように好適に連結させて乗務員の仕業を生成する。

0072

ステップS1−4では、行程断片から各乗務員の仕業を生成する。上述したように、便乗を付加等して乗務員の発駅着駅を同じ基地駅とする処理を行う。

0073

ステップS1−5では、生成した乗務員の仕業のそれぞれに含まれる行程断片を相互に交換して仕業の改善を行う。この具体的な処理は、ステップS5〜S7(図7図9参照)にて後述するが、仕業に含まれる行程断片を他の仕業の行程断片と仮交換及び本交換することにより、仕業の改善を行うものである。

0074

ステップS1−6では、改善された仕業に各列車運行を割り付けるとともに、さらにステップS1−7にて乗務員を各仕業に割り付ける。

0075

ステップS1−8では、割り付けて生成した乗務員運用表を出力手段4により出力する(図14参照)。なお、乗務員「高橋」と「中田」の基地駅はA駅であり、乗務員「江」と「込」の基地駅はB駅である。

0076

<行程断片の連結処理>
図4図6を参照しながら、行程断片の部分連結処理について以下に説明する。

0077

ステップS2−1では、図11に示す行程断片のプールに含まれる行程断片を、その開始時刻を指標にして日別の各群(日別リスト)に仕分けする。

0078

ステップS2−2では、行程断片の部分連結処理を行う。ここで示す例では、図12に示すように、連続する3つの群(連続3日分の行程断片)を部分連結処理の対象としている(図12の「探索範囲」参照)。

0079

この部分連結処理は、主として後述の仮連結から本連結までの一連の連結処理を内容とするものである(図5図6参照)。この部分連結処理により、処理対象複数群に含まれる行程断片のうち、最も高い削減コスト量であり且つ既出の仮連結の最高の評価値から計算された連結打切用削減コストを上回る仮連結が本連結されることとなる。

0080

続いて、ステップS2−3では、ステップS2−2の部分連結処理において本連結があったか否かを判断し、本連結があった場合(Yes)はステップS2−4に進む。逆に、本連結がなかった場合(No)はステップS2−7に進む。

0081

ステップS2−4では、本連結情報を「有」に設定する。ここで、「本連結情報」とは、例えば30日分の計画を作成する場合に、当該30日分の部分連結処理において、少なくとも1回、本連結がなされたか否かの情報を示すものである。

0082

これにより、もし30日分の部分連結処理が終了した時点で「本連結情報」が「有」であれば、条件を満たす部分連結がさらになされる余地があるということが分かる。一方、「本連結情報」が「無」であれば、それ以上、条件を満たす部分連結がなされる余地がないことが分かる。

0083

ステップS2−5では、部分連結前の行程断片を日別リストから削除する。これは、部分連結処理で生成した新たな行程断片と部分連結前の2つの行程断片とが重複することを避けるために行う。

0084

ステップS2−6では、部分連結処理で生成した新たな行程断片を日別リストに追加して日別リストを更新する。

0085

ステップS2−7では、運用計画を作成する対象の期間(例えば30日分)について、部分連結に関する一連の処理が完了したか否かを判断し、完了した場合(Yes)はステップS2−10に進む。

0086

一方、計画対象期間(例えば30日分)の部分連結処理が完了していない場合(No)は、本連結情報を「無」に設定し(ステップS2−8)、部分連結処理の対象を1日分ずらす探索範囲の変更処理(ステップS2−9)をしてステップS2−2に戻る。

0087

ステップS2−10では、上述した「本連結情報」が「有」であると判断された場合には、さらに条件を満たす部分連結がなされる余地があると判断して、本連結情報を「無」に設定し(ステップS2−8)、部分連結処理の対象を1日分ずらす探索範囲の変更処理(ステップS2−9)をしてステップS2−2に戻る。

0088

一方、「本連結情報」が「有」でないと判断された場合(No)は、それ以上、条件を満たす部分連結がなされる余地がないものと判断して、メインルーチンに戻ってステップS1−4に進む(図3参照)。

0089

<部分連結処理>
図5,6に部分連結処理のフローチャートを示す。

0090

部分連結処理は、仮連結処理と本連結処理とからなり、例えば30日分の乗務員運用計画を作成する場合、部分的な連続3日分(例えば1〜3日目)の範囲に含まれる行程断片(例えば図12の行程断片n1,n2,n1,n2,x1,q1,q2)について、仮連結処理を試行する。この仮連結処理では、行程断片同士が連結した場合の評価値(ここでは削減コスト量)を算出するために行程断片同士を仮に連結し、実際の連結(本連結)は行わない。

0091

このうち一の行程断片(例えば1日目の行程断片n1)を固定して、他の行程断片(この例では行程断片n2(1日目),n1,n2,x1(2日目),q1,q2(3日目))と順に一対一の仮連結していく。その後、固定する行程断片を交換して同様に仮連結し、結果として総当りの仮連結を行なう。そして、各仮連結の削減コスト量を算出し、削減コスト量が最も多い最良の仮連結(例えば3日目の行程断片q1とq2の仮連結)を返す(ここまでが1回分の仮連結処理となる)。

0092

そして、この最良の仮連結によって既出の仮連結の最高の評価値から計算された連結打切用削減コストを超えるコスト削減が可能であるとき、これを本連結する。その後、本連結により行程断片が1つ減少した状態で、再び仮連結処理からの試行を繰り返す。この一連の処理より、一定の条件を満たしたより長い行程断片が作成される。

0093

前述の削減コスト量は、所定の評価関数に基づいて算出されるものであり、この評価関数を構成する要素としては、例えば、行程断片同士の開始時刻の時間差(時間差が大きいほど削減コスト量小)や、便乗数(便乗を伴うほど削減コスト量小)などのコストに纏わるものである。

0094

以下、図5を参照しながら、3日単位で行う部分連結処理S3系の各ステップについて説明する。なお、スタートの段階では、後述の削減コスト量および連結時最良削減コストが「−1」の値にリセットされる。

0095

ステップS3−1では、行程断片のプールに含まれる各行程断片の開始時刻を指標にして行程断片を開始時刻の順にソートする。

0096

この開始時刻は、行程断片同士を仮連結する際(後述のステップS4−3)に用いられ、一の行程断片に対する連結対象を限定するために用いられる。

0097

ステップS3−2では、ステップS3−1でソートしたもののうち、連続日分(ここでは連続3日分)の行程断片同士の仮連結処理を行う。仮連結処理では、上述したように削減コスト量が最も高い仮連結を最良の仮連結として返すとともにその削減コスト量を返す。

0098

ステップS3−3では、この削減コスト量が正の値であるか、つまり、最良の仮連結によりコスト削減されるか否かを判断する。正の値であってコスト削減される場合(Yes)は、ステップS3−4へ進む。逆にコスト増で負の値となる場合(No)は、リターンしてステップS2−3へ進む。

0099

なお、ステップS3−3で示す「削減コスト」は、図6に示す仮連結処理からリターンした時点の「連結時最良削減コスト」と同じ値である。

0100

この削減コスト量については隣接する行程断片との開始時刻の差が大きくコスト増となって負の値となる場合もある(例えば、図12の行程断片n2とq1参照)。

0101

ステップS3−4では、削減コスト量の連結打切用削減コストが設定されているか否かを判断し、設定されていない場合(No)はステップS3−6に進み、設定されている場合(Yes)はステップS3−5に進む。

0102

この連結打切用削減コストは、ステップS3−6で算定される基準の値である。最初の段階では、どの程度コスト削減できるか不明であるため、一回目の仮連結処理(図12では、1〜3日目の行程断片n1,n2(1日目),n1,n2,x1(2日目),q1,q2(3日目)の総当りの仮連結)を行い、そこで得られた最良の仮連結の削減コスト量を用いて連結打切用削減コストを定める。

0103

ステップS3−6では、削減コスト量の連結打切用削減コストの算定を行う。例えば、最良の仮連結の削減コスト量に0.95を乗じて得た値を連結打切用削減コストとして定める。この連結打切用削減コストの設定を低く設定すると、削減コスト量が少ない行程断片同士が本連結されやすくなるために調節する必要がある。

0104

一方、ステップS3−5では、2回目以降の仮連結処理で得られた最良の仮連結の削減コスト量が、ステップS3−6で設定した削減コスト量の連結打切用削減コストより高いか否かを判断する。連結打切用削減コストより高い場合(No)は、隣接する他の探索範囲にある行程断片との接続と比べて十分にコスト削減される最良の仮連結と判断して、ステップS3−7に進む。

0105

逆に、削減コスト量の連結打切用削減コストより低い場合(Yes)は、十分なコスト削減がなされない最良の仮連結と判断し、リターンしてステップS2−3に進む。

0106

ステップS3−7では、各部分連結処理において「初回の」仮連結処理で出現した削減コスト量を後述するステップS4−9のバイパス連結用削減コストとして設定する。このバイパス連結用削減コストについては、ステップS4−9にて後述する。

0107

ステップS3−8では、ステップS3−2で返された最良の仮連結となる2つの行程断片を本連結して新たな行程断片を生成する。

0108

ステップS3−9では、本連結する前の2つの行程断片を削除する。

0109

ステップS3−10では、本連結した新たな行程断片を、ステップS3−1で開始時刻順にソートした他の行程断片の時系列的に正しい位置に挿入する。

0110

以下、図6を参照しながら仮連結処理について具体的に説明する。

0111

ステップS4−1では、ステップS3−1でソートされた行程断片の中から基礎断片としての一の行程断片を選択する。この基礎断片の選択は、ステップS4−1に来るごとに開始時刻でソートされている行程断片のプールを一つずつ移動する(また、最後に到達した場合は最初に戻る)。これにより時刻順に仮連結処理が行われ、周期性を利用した探索を行うことができる。

0112

ステップS4−2では、行程断片のプールの中から他の一の行程断片を選択する。

0113

ステップS4−3では、ステップS4−1で選択した一の行程断片とステップS4−2の他の一の行程断片との開始時刻差が24時間以内か否か判断する。

0114

24時間を超えている場合は、他の一の行程断片の選択を打ち切ってよい。これは、行程断片は開始時刻でソートされており、以降の選択では必ず24時間を超えることが分かるためである。24時間という値は、労働規定等に基づいて任意に設定することができる。

0115

ステップS4−4では、一の行程断片と他の一の行程断片の仮連結を行い、次いでステップS4−5では、この仮連結について、本連結したとしたならば削減される削減コスト量を評価値として所定の評価関数により算出する。

0116

この削減コスト量については、労働規定チェック手段30でチェックを行った結果、違反が検出された場合にはコスト増すなわち負の値を用いる。また、用いる評価関数にもよるが、開始時刻が極端に離れているような行程断片同士を仮連結した場合には、コスト増となって負の値となる場合もある。

0117

ステップS4−6では、この削減コスト量が現行の仮連結処理において最も高い削減コスト量(連結時最良削減コスト)を超えるか否かを判断する。超える場合(Yes)はステップS4−7に進み、超えない場合(No)はステップS4−8に進む。

0118

ステップS4−7では、ステップS4−5で算出した削減コスト量を連結時最良削減コストに設定又は更新する。また、同時にそのときの仮連結の情報(行程断片の情報等)を保存する。このようにすることで、より高い削減コスト量の情報とその時の仮連結の情報が更新・保持される。

0119

ステップS4−8では、ステップS4−1で選択した一の行程断片に対して、連結対象に含まれる、その他の行程断片との一連の仮連結が完了したか判断する。完了した場合(Yes)はステップS4−9に進み、未完の場合(No)はステップS4−2に戻る。

0120

ステップS4−9では、現在の連結時最良削減コストが、ステップS3−7で設定したバイパス連結用削減コストと同値か否かを判断する。同値の場合(Yes)は周期性があると判断してS4−1〜S4−9のループを脱してリターンし、ステップS3−3に進む。異値の場合(No)はステップS4−10に進む。

0121

バイパス連結用削減コストは、上述したように連続日分(ここでは連続3日分)の現行回より前に行った本連結時のコスト削減量である。

0122

例えば、図12に示すように1〜3日目の行程断片について仮連結処理する場合、1日目の行程断片n1と行程断片n2とが最良の仮連結がなされて、この値がバイパス連結用削減コストに設定されたと仮定した場合、その後に2日目の行程断片n1を基礎断片として固定して他の行程断片と仮連結をしていくとき、2日目の行程断片n2との仮連結の削減コスト量がバイパス連結用削減コストと同値となる。このように、もともと交番で実施されていたような行程断片の周期性を利用して仮連結処理の一部を省略するものである。

0123

ステップS4−10では、連続日分(ここでは連続3日分)の行程断片それぞれについて仮連結を行ったか否かを判断する。行った場合(Yes)は、最良の仮連結の情報とその削減コスト量をリターンしてステップS3−3に進み、行っていない場合(No)は、ステップS4−1に戻る。

0124

以下、ステップS1−5における仕業改善処理図3参照)について、図7図9を参照しながら説明する。

0125

ここで、「仕業改善処理」とは、既に生成された仕業に含まれる行程断片を他の仕業に含まれる行程断片と交換することにより、より良い条件の(ここでは、よりコスト削減された)仕業を生成する処理をいう。

0126

まず、ステップS5−1では、ステップS1−4で生成した各仕業を日別に分ける処理をする。

0127

そして、ステップS5−2では、各仕業に含まれる行程断片について部分交換処理を行う。この部分交換処理は基本的に既に説明した部分連結処理(図5参照)と似た処理の流れとなる(図8参照)。

0128

ステップS5−3では、ステップS5−2の行程断片の部分交換処理で本交換があったか否かを判断し、本交換があった場合(Yes)はステップS5−4へ進む。逆に本交換がなかった場合(No)は、ステップS5−7へ進む。

0129

ステップS5−4では、本交換情報を「有」に設定する。この「本交換情報」は、既に説明した「本連結情報」と似た情報であり、計画作成対象期間について部分交換処理を行なった後に、少なくとも1回本交換された場合には「有」に設定される。

0130

ステップS5−5では、本交換前の行程断片を日別リストから削除し、ステップS5−6にて本交換後の行程断片を日別リストに追加する。

0131

ステップS5−7では、改善対象計画期間について処理が完了したか否かを判断する。例えば仕業の改善対象が30日分であれば、その30日分について部分交換処理を主とする一連の処理が完了したか否かを判断して、完了した場合(Yes)はステップS5−10に進む。

0132

未完の場合(No)はステップS5−8にて、本交換情報を「無」に設定するとともに、ステップS5−9にて部分交換対象を1日分ずらす探索範囲の変更処理を行なってステップS5−2に戻る。

0133

一方、ステップS5−10にて本交換情報が「有」と判断された場合(Yes)は、条件を満たす、さらなる仕業の改善の余地があるものと判断して、上記同様にステップS5−8、S5−9を介してステップS5−2に戻る。逆に、本交換情報が「有」でないと判断された場合には、これ以上、条件を満たす仕業の改善の余地がないと判断してリターンし、ステップS1−7に進む(図3参照)。

0134

以下、ステップS5−2の行程断片の部分交換処理について、図8を参照しながら説明する。

0135

ステップS6−1では、各仕業を開始時刻でソートする。

0136

ステップS6−2では、ソートした各仕業に含まれる行程断片について仮交換処理を行い、最良の行程断片の仮交換についての情報と、その際の削減コスト量の情報を得る。

0137

ステップS6−3では、最良の仮交換の削減コスト量が正の値か判断する。削減コスト量が正の値であってコスト削減される場合(Yes)は、ステップS6−4へ進む。逆にコスト増で負の値となる場合(No)は、リターンしてステップS5−3へ進む。

0138

なお、ステップS6−3で示す「削減コスト」は、図9に示す仮交換処理からリターンした時点の「交換時最良削減コスト」と同値である。

0139

ステップS6−4では、削減コスト量の交換打切用削減コストが設定されているか否かを判断し、設定されていない場合(No)はステップS6−6に進み、設定されている場合(Yes)はステップS6−5に進む。

0140

なお、この交換打切用削減コストは、ステップS6−6で算定される値である。

0141

最初の段階では、どの程度コスト削減できるか不明であるため、一回目の仮交換処理を行い、そこで得られた最良の仮交換の削減コスト量を用いて交換打切用削減コストを定める。

0142

ステップS6−6では、削減コスト量の交換打切用削減コストの算定を行う。例えば、最良の仮交換の削減コスト量に0.95を乗じて得た値を交換打切用削減コストとして定める。この交換打切用削減コストの設定を低く設定すると、削減コスト量が少ない行程断片同士が本交換されやすくなるために調節する必要がある。

0143

一方、ステップS6−5では、2回目以降の仮交換処理で得られた最良の仮交換の削減コスト量が、ステップS6−6で設定した削減コスト量の交換打切用削減コストより高いか否かを判断する。交換打切用削減コストより高い場合(No)は、隣接する他の探索範囲にある行程断片との交換と比べて十分にコスト削減される最良の仮交換と判断して、ステップS6−7に進む。

0144

逆に、削減コスト量の交換打切用削減コストより低い場合(Yes)は、十分なコスト削減がなされない最良の仮交換と判断し、リターンしてステップS5−3に進む。

0145

ステップS6−7では、初回の仮交換処理で出現した削減コスト量を後述するステップS7−9で使用されるバイパス交換用削減コストとして設定する。このバイパス交換用削減コストについては、ステップS7−9にて後述する。

0146

ステップS6−8では、ステップS6−2で返された最良の仮交換となる2つの行程断片を本交換して新たな仕業をそれぞれ生成する。

0147

以下、ステップS6−2の仮交換処理について図9を参照しながら説明する。

0148

ステップS7−1では、仕業の一を基礎仕業として選択する。この基礎仕業の選択は、ステップS7−1に来るごとにステップS6−1において開始時刻でソートされている仕業のプール(図示省略)を一つずつ移動する(また、最後に到達した場合は最初に戻る)。これにより時刻順に仮交換処理が行われ、周期性を利用した探索を行うことができる。

0149

ステップS7−2では、仕業プールの中から他の一の仕業を選択する。

0150

ステップS7−3では、ステップS7−1で選択した一の仕業とステップS7−2の他の一の仕業との開始時刻差が24時間以内か否か判断する。24時間を超えている場合については、ステップS4−3と同様である。

0151

ステップS7−4では、一の仕業と他の一の仕業の交換可能な行程断片の仮交換を行い、次いでステップS7−5にて仮交換の削減コスト量を所定の評価関数により算出する。ただし、交換可能かどうかは労働規定チェック手段30でチェックする。

0152

ステップS7−6では、削減コスト量が現行の仮交換処理において最も高い削減コスト量(交換時最良削減コスト)を超えるか否かを判断する。超える場合(Yes)はステップS7−7に進み、超えない場合(No)はステップS7−8に進む。

0153

ステップS7−7では、ステップS7−5で算出した削減コスト量を交換時最良削減コストに設定又は更新する。また、同時にそのときの仮交換の情報(行程断片の情報等)を保存する。このようにすることで、より高い削減コスト量の情報とその時の仮交換の情報が更新・保持される。

0154

ステップS7−8では、ステップS7−1で選択した一の仕業に対して、探索範囲に含まれる、その他の仕業との仮交換が完了したか判断する。完了した場合(Yes)はステップS7−9に進み、未完の場合(No)はステップS7−2に戻る。

0155

ステップS7−9では、現在の交換時最良削減コストが、ステップS6−7で設定したバイパス交換用削減コストと同値か否かを判断する。同値の場合(Yes)は周期性があると判断してステップS7−1〜S7−9のループを脱してリターンし、ステップS6−3に進む。異値の場合(No)はステップS7−10に進む。

0156

バイパス交換用削減コストは、上述したように連続日分(ここでは連続3日分)の現行回より前に行った本交換時のコスト削減量である。

0157

ステップS7−10では、連続日分(ここでは連続3日分)の仕業それぞれについて仮交換を行ったか否かを判断する。行った場合(Yes)は、最良の仮交換の情報とその削減コスト量をリターンしてステップS6−3に進み、行っていない場合(No)は、ステップS7−1に戻る。

0158

以下、本発明に係る乗務員運用計画作成システムの効果を説明する。

0159

本発明に係る乗務員運用計画作成システムによれば、組み合わせ最適化問題として通常得ることが難しい又は得られない行程断片の連結解を、少なくとも以下の構成(1)とすることにより得ることができる。このため、日々異なる需要に対応して日ごとに異なる乗務員運用計画を作成することができる(図14参照)。

0160

その結果、日々の需要の変動を考慮した日別の乗務員運用計画を作成することができる。また、従来手法の交番割の乗務員運用計画で発生していた計画の見直しにかかる手間が大幅に削減されることで、計画作成業務の効率化も図ることができる。

0161

(1)最も有利な連結から順に行程断片を連結していくため、連結処理が迅速となる。
行程断片同士を仮連結していき、それぞれの仮連結について有利な連結となるかどうかその都度評価する。そして、それらの仮連結の中で最も削減コスト量が多い有利な仮連結を最良の仮連結として本連結を行う。この本連結した行程断片を含めて同じ処理を繰り返すことにより最も削減コスト量が多いものから順に行程断片の連結が行われ、削減コスト量が低い行程断片同士を手当たり次第に連結するよりも、連結処理が適正且つ迅速となる。

0162

さらに、以下の構成(2)〜(6)とすることで、上記連結解をさらに早く確実に得ることができるようになる。

0163

(2)仮連結処理の対象日の範囲を限定(ここでは連続3日分に限定)するので、一の行程断片と連結される可能性が高い、時系列に近接した行程断片との間で仮連結処理がなされ、連結処理が迅速となる。

0164

さらに、削除コスト量の連結打切用削減コスト(ステップS3−6参照)の存在により、対象日範囲内の最良の仮連結であっても連結打切用削減コストを超えなければ本連結されないので、当該最良の仮連結を構成する行程断片と、隣接する対象範囲外の行程断片であって前記連結打切用削減コストを超えるものとの仮連結や本連結の可能性が奪われず、より適正な連結がなされる。

0165

具体的な例として、図12A(a)の1〜3日目に含まれる各行程断片についての仮連結処理を考える。まず、連結処理がある程度進み、1日目と2日目のn1とn2がそれぞれ連結された行程断片、3日目のq1とq2が連結された行程断片となっているとする。また、2日目にx1、4日目にy1という行程断片があり、それぞれ3日目の行程断片(q1とq2が連結されたもの)に連結可能であると仮定する。

0166

連結打切用削減コストを考慮しない場合、探索範囲1(1〜3日目)では2日目の行程断片x1と3日目の行程断片(q1とq2が連結されたもの)は連結可能であり、わずかでもコスト削減が可能であれば連結が行われる(図12A(b)参照)。

0167

この後、連結の範囲が探索範囲2に移動しても4日目の行程断片y1は3日目の行程断片(x1、q1、q2が連結されたもの)と連結されることはない。これは行程断片の開始時刻が24時間以上離れている、あるいは労働規程違反(仕業は24時間以下の長さでなければならない)という理由による。

0168

連結打切用削減コストを導入すると、探索範囲1(1〜3日目)では2日目の行程断片x1と3日目の行程断片(q1とq2が連結されたもの)は連結可能であるもののコスト削減はわずかである。連結打切用削減コストよりコスト削減が少なければ、この連結は行われずに連結の範囲が探索範囲2に移動する。この結果、よりコスト削減が可能である連結が行われ、3日目のq1とq2、4日目のy1が連結された行程断片を作成することができる(図12(c)参照)。

0169

(3)仮連結する際に、一の行程断片と、この行程断片と開始時刻差が24時間以下の他の行程断片とを抽出して仮連結対象とするため、連結処理が迅速となる。

0170

もともと労働規定等の制約で開始時刻差が24時間を越える行程断片同士の連結はできない場合に、あらかじめ条件から外れるものを連結対象からはずすことで処理が迅速となる。

0171

(4)上記の連結打切用削減コストを超え且つ最良の仮連結時の評価値と同値となる行程断片が再び現れたとき、既に行われた最良の仮連結と同条件の行程断片として捉えて、残りの行程断片との一対一の仮連結をバイパスするため処理が迅速となる。

0172

具体的な例としては、図12に示すように1〜3日目の各行程断片について仮連結処理をしていくとき、1日目の行程断片n1,n2同士の仮連結が最もコスト削減されたとした場合、この削減コスト量がステップS3−7でバイパス連結用削減コストとして保存される。

0173

その後の仮連結処理にて、2日目の行程断片n1について仮連結処理をする際に、2日目の行程断片n1,n2の仮連結の削減コスト量がバイパス連結用削減コストと同値となるため、この2日目の行程断片n1,n2が1日目の行程断片n1,n2と同条件の行程断片と判断されて、それ以降の仮連結はスキップされ、連結処理が迅速となる。

0174

次に、本発明に係る別の乗務員運用計画作成システムについて説明する。

0175

日々の需要の変化は、全ての列車運行で一律に発生するわけではなく、列車運行ごとに異なる。それらの列車運行に対して、日別に乗務員運用計画を作成することによって、効率よく運転率と乗務割合とを結びづけることが可能となる。

0176

このようにすることで、交番割で対応可能な乗務員運用計画部分について日別に作成するよりも、より迅速な処理が可能となる。

0177

図15に実施例の乗務員運用計画作成システム10の構成を示し、図16にグループ分けした結果の表を示す。

0178

乗務員運用計画作成システム10は、図15に示すように、読込手段3Aを有している。この読込手段3Aは、既に説明した乗務員運用計画作成システム1の処理部3に加えて、各乗務員の乗務割合を算出する乗務割合算出手段31と、各列車運行の運転率を算出する運転率算出手段32と、運転率により列車運行をグループ化する列車グループ化手段33と、乗務員を前記乗務割合により列車グループと同数のグループに分ける乗務員グループ化手段34と、列車グループと乗務員グループとを紐付けするグループ紐付手段35とを有しているものである。

0179

<乗務割合算出手段>
乗務割合算出手段31は、基準乗務時間に対する各乗務員の乗務時間の割合を算出する手段である。例えば、乗務割合=各乗務員が1箇月間に乗務する時間/正社員Aの乗務員が1箇月間に乗務する時間×100(%)とすることができる。

0180

<運転率算出手段>
運転率算出手段32は、毎日運行する列車の運転率を100%とした場合の各列車の運転率を計算するものである。
<列車グループ化手段>
列車グループ化手段33は、運転率算出手段32により算出された各列車の運転率を指標にして、各列車を所定の運転率範囲の列車グループにそれぞれ仕分けする手段である。

0181

<乗務員グループ化手段>
乗務員グループ化手段34は、乗務割合算出手段31により算出された各乗務員の乗務割合を指標にして、各乗務員を所定の乗務割合の範囲の乗務員グループにそれぞれ仕分けする手段である。

0182

<グループ紐付手段>
グループ紐付手段35は、列車の運転率により列車グループを運転率の順にソートするとともに、乗務員の乗務割合により乗務員グループを乗務割合の順にソートして、列車グループと乗務員グループとを当該ソート順で対応するように関連付ける手段である。

0183

以下、実施例の乗務員運用計画作成システム10について詳述する。

0184

まず、運転率算出手段32により、各列車運行R1,R2,U1,U2,T1,T2に対して、毎日運転された場合を100%とした場合の各列車運行の運転率を計算する(図16(a)参照)。

0185

そして、列車グループ化手段33により、列車運行の運転率に応じて列車をグループ分けする(図16(a)参照)。

0186

一方、乗務員についても、乗務割合算出手段31により各乗務員の乗務割合を算出し、乗務員グループ化手段34により、乗務割合に応じたグループ分けを実施する(図16(b)のグループI〜III参照)。

0187

そして、既に実施の形態で説明した各手段によって、運転率が所定未満の列車のグループB,Cについて、日別の乗務員運用計画を作成し、グループ紐付手段35により、乗務割合が所定未満の乗務員グループII,IIIをそれぞれ同順でグループB,Cに紐付ける。

0188

一方、運転率が所定以上の列車のグループAについては、従来の循環する交番割を適用して部分的な乗務員運用計画を作成し、勤務における乗務の割合が所定以上のグループIの乗務員をグループAに紐付ける。

0189

このようにすることで、需要が変化しやすく交番割では対応不可能な列車についてのみ日別に計画が作成され、人員配置の効率化も図ることができ、計画作成処理もより迅速化する。

0190

以下、乗務員運用計画作成システム10の処理の流れについて、図17図19のフローチャートを参照しながら説明する。

0191

ステップS8−1では、読込手段21により列車運行データ2cと乗務員データ2dを読み込む。この列車運行データ2cには、運用計画を作成する対象期間の休止情報が反映された日別の列車運行ダイヤが含まれている。また、乗務員データ2dには乗務員の氏名や乗務時間等の情報(図16(b)参照)が含まれている。

0192

ステップS8−2では、当初運行予定の各列車の運転率を計算し、この運転率に基づいて各列車を2以上の列車グループに分ける。運転率の計算とグループ化については、後述のステップS9系で説明する。

0193

ステップS8−3では、乗務員データに記録されている乗務員の乗務時間から、各乗務員の乗務割合を計算し、この乗務割合に基づいて列車グループと同数の2以上の乗務員グループに分ける。乗務割合の計算とグループ化については、後述のステップS10系で説明する。

0194

ステップS8−4では、列車グループと乗務員グループとをそれぞれ紐付けする。この紐付けでは、列車グループを運転率で降順にソートするとともに乗務員グループを乗務割合で降順にソートし、降順に対応するように列車グループと乗務員グループが紐付けられる。

0195

ステップS8−5では、運転率が所定未満の列車グループについて、実施の形態で説明したように日別の乗務員運用計画を作成する。

0196

この例では、運転率が90%以下の列車グループB,Cについて日別の乗務員運用計画を作成している(図16(a)参照)。

0197

ステップS8−6では、運転率が所定以上の列車グループについて、列車運行データ2cに基づいて、従来の通りに循環する交番割を適用して乗務員運用計画を作成する。基本的には、1日分の列車ダイヤから交番割を作成する(図示省略)。

0198

ステップS8−7では、ステップS8−5およびS8−6で作成した乗務員運用表を合成出力する(図示省略)。

0199

以下、図18を参照して運転率により列車のグループ分けをする処理を説明する。

0200

ステップS9−1では、列車運行データ2cから列車別に所定期間(ここでは1年間)の運転日数導出する。

0201

ステップS9−2では、各列車の運転率を算出する。この運転率は、運転日数/365(閏年は366)×100(%)により算出する。

0202

ステップS9−3では、各列車をグループに分けるための運転率の閾値を設定する。この閾値は、ユーザにより設定できるようになっている。また、この閾値の設定により、日別に作成される運用計画の対象列車が決まるので、設定により最終的な乗務員の運用コストが変化する。従って、最終的な乗務員の運用コストとの兼ね合いで閾値を決定することが望ましい。

0203

この例では、
グループAの運転率(%)>90
90≧グループBの運転率(%)>50
50≧グループCの運転率(%)> 0
となるように閾値を設定している。

0204

ステップS9−4では、導出した運転率と設定した閾値に基づいて各列車をグループに分ける。その後、リターンしてステップS8−3(S10−1)に進む。

0205

この例では、図16(a)に示すように、運転率100%の列車運行R1,R2はグループAに分類され、運転率85%の列車運行U1,U2はグループBに分類され、運転率43%の列車運行T1,T2はグループCに分類されている。

0206

以下、図19を参照して、乗務割合により乗務員をグループ分けする処理を説明する。

0207

ステップS10−1では、乗務員データ2dから、基準乗務時間として、乗務割合100%の正社員Aについて、計画作成対象とする1箇月間の勤務時間を算出するとともに、各乗務員の同勤務時間を算出する。

0208

ここでの、勤務時間は運転士としての業務を行なっている時間とする。

0209

ステップS10−2では、各乗務員についてそれぞれ乗務割合を算出する。

0210

この乗務割合は、各乗務員の1箇月間に乗務する時間/正社員Aの乗務員が1箇月間に乗務する時間×100(%)により算出する。

0211

ステップS10−3では、乗務員をグループ分けするための乗務割合の閾値を設定する。この閾値により各乗務員がグループ分けされる。この乗務割合の閾値についても削減コスト量を決定する一要素としてユーザにより設定できるようになっている。

0212

この例では、
グループIの乗務割合(%)>80、
80≧グループIIの乗務割合(%)>40
40≧グループIIIの乗務割合(%)>0
となるように閾値を設定している。

0213

ステップS10−4では、導出した乗務割合と設定した閾値に基づいて各乗務員を各グループに分ける。その後、リターンしてステップS8−4に進む。

0214

この例では、図16(b)に示すように、正社員Aで乗務割合100%の「狭山」と「鈴木」がグループIに分類され、正社員Bで乗務割合71%の「高橋」と「中田」がグループIIに分類され、正社員Cで乗務割合28%の「馬込」と「江藤」がグループIIIに分類される。

0215

グループIの乗務員である「狭山」又は「鈴木」がグループAの列車運行R1,R2に乗務し、グループIIの乗務員である「高橋」又は「中田」がグループBの列車運行U1,U2に乗務し、グループIIIの乗務員である「馬込」又は「江藤」がグループCの列車運行T1,T2に乗務することとなる。

0216

以下、本発明に係る実施例の乗務員運用計画作成システム10の効果を説明する。

0217

列車の運転率に応じて日別の運用計画を作成する対象の列車を限定するので、作成対象が減少して、計画作成の処理が迅速となる。

0218

さらに、運転率が低い列車について日別の運用計画を作成することができることから、乗務割合別に乗務員を割り付けることが可能となり、従来の交番割では非常に達成が困難な勤務体系の乗務員が混在した乗務員運用計画を作成することができる。例えば、育児等の短縮勤務への適用も可能である(図16(b)の正社員B,C参照)。

0219

以上、本発明に係る乗務員運用計画作成システムについて、実施の形態及び実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施の形態や実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例

0220

例えば、日別の列車運行ダイヤは、基本の運行ダイヤに加えて休止情報や臨時列車の情報といった差分の情報を用いて列車運行置換手段22によって生成されることとしてもよい。

0221

1,10乗務員運用計画作成システム
2データベース
21読込手段
22列車運行置換手段
23行程断片ソート手段
24 仮連結手段
25 連結評価手段
26 本連結手段
27バイパス手段
28仕業作成手段
29 仕業改善手段
30労働規定チェック手段
31運転率算出手段
32乗務割合算出手段
33列車グループ化手段
34乗務員グループ化手段
35グループ紐付手段
2a,2c列車運行データ
2b,2d 乗務員データ
3,3A 処理部
4 出力手段
n1,n2,n1,n2,q1,q2 行程断片
N1,N2,M1,M2,Q1,Q2 列車運行
R1,R2,U1,U2,T1,T2 列車運行

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

新着 最近 公開された関連が強い 技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する挑戦したい社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

関連する公募課題一覧

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ