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JP7784982B2 - Mobile body work plan creation system, mobile body work plan creation method, and mobile body work plan creation program - Google Patents
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JP7784982B2 - Mobile body work plan creation system, mobile body work plan creation method, and mobile body work plan creation program - Google Patents

Mobile body work plan creation system, mobile body work plan creation method, and mobile body work plan creation program

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JP7784982B2 JP2022184428A JP2022184428A JP7784982B2 JP 7784982 B2 JP7784982 B2 JP 7784982B2 JP 2022184428 A JP2022184428 A JP 2022184428A JP 2022184428 A JP2022184428 A JP 2022184428A JP 7784982 B2 JP7784982 B2 JP 7784982B2
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Description

本開示は、移動体に対する作業についての構内作業計画を作成する移動体作業計画作成システム、移動体作業計画作成方法および移動体作業計画作成プログラムに関する。 This disclosure relates to a mobile object work planning system, a mobile object work planning method, and a mobile object work planning program that create on-site work plans for work on mobile objects.

鉄道に代表される軌道系交通機関において、列車に対する車両基地での作業について構内作業計画が作成され、構内作業計画に従って作業が実施されることがある。従来、構内作業計画の作成は、構内作業計画の作成を担当する担当者の手作業により主に行われていた。 In rail-based transportation systems, such as railways, yard work plans are created for work on trains at depots, and work is carried out in accordance with these plans. Traditionally, yard work plans have primarily been created manually by the person in charge of creating them.

近年、コンピュータの使用による構内作業計画の自動作成技術が提案されている。構内作業計画の自動作成技術の1つとして、作業および入換の行程についてのテンプレートを登録しておき、所望される構内作業計画の内容に応じたテンプレートの適用によって制約違反の解消を図る技術が知られている。また、特許文献1には、在線、入換または作業といった各事象の発生順序と事象間の時間的関係とを規定する構内計画ネットワークをPERT(Program Evaluation and Review Technique)の適用によって作成し、制約違反が少なくなるようにメタヒューリスティクスで解を探索する構内計画作成装置が開示されている。 In recent years, technologies for automatically creating yard work plans using computers have been proposed. One known technology for automatically creating yard work plans involves registering templates for work and shunting processes and applying the template according to the desired yard work plan content to resolve constraint violations. Patent Document 1 also discloses a yard plan creation device that uses PERT (Program Evaluation and Review Technique) to create a yard plan network that defines the occurrence order of each event, such as track presence, shunting, or work, and the temporal relationships between events, and then uses metaheuristics to search for a solution that minimizes constraint violations.

特開2009-51444号公報JP 2009-51444 A

テンプレートの適用によって制約違反の解消を図る場合、対象となる構内の構造に従ったテンプレートが使用される。特定の構内の構造に従って登録されたテンプレートを使用すると、当該特定の構内とは異なる構造の構内についての構内作業計画を作成することができない場合がある。このため、テンプレートを適用する場合、構内作業計画の作成方法として、構内の構造に依らない一般的な作成方法を実現することは難しい。メタヒューリスティクスで解を探索する場合、作成される構内作業計画は探索方法に依存したものとなることから、任意の条件で解を得られることを保証することは難しく、構内作業計画の条件または構内の構造によっては構内作業計画を作成することができない場合がある。さらに、テンプレートの適用によって制約違反の解消を図る場合と、メタヒューリスティクスで解を探索する場合とのいずれにおいても、得られる解は制約充足解にとどまり、より効率的な構内作業計画を得ることが難しいという問題があった。 When applying a template to resolve constraint violations, a template that conforms to the structure of the target premises is used. Using a template registered according to the structure of a specific premises may make it impossible to create a premises work plan for a premises with a different structure from that specific premises. For this reason, when applying a template, it is difficult to implement a general method for creating premises work plans that is independent of the premises structure. When searching for a solution using metaheuristics, the premises work plan created depends on the search method, making it difficult to guarantee that a solution can be obtained under any conditions. Depending on the conditions of the premises work plan or the premises structure, it may not be possible to create a premises work plan. Furthermore, whether applying a template to resolve constraint violations or searching for a solution using metaheuristics, the solution obtained is limited to a constraint-satisfying solution, making it difficult to obtain a more efficient premises work plan.

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、構内作業計画の条件または構内の構造によらず構内作業計画を作成でき、かつより効率的な構内作業計画を得ることを可能とする移動体作業計画作成システムを得ることを目的とする。 The present disclosure has been made in light of the above, and aims to provide a mobile work plan creation system that can create a yard work plan regardless of the yard work plan conditions or yard structure, and that enables the creation of a more efficient yard work plan.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示にかかる移動体作業計画作成システムは、移動体が留置される留置区と移動体に対する作業を実施する作業区とを含む複数の区域を有する施設の構内における複数の移動体の各々の移動および作業のスケジュールである構内作業計画を作成する移動体作業計画作成システムである。本開示にかかる移動体作業計画作成システムは、各移動体が構内へ入る時刻である到着時刻と各移動体が構内から出る時刻である出発時刻とを示す発着時刻情報と、各移動体についての作業の予定を示す作業予定情報とを取得する取得部と、各区域を表す第1軸と時刻を表す第2軸とを含む平面を想定するとして、各区域についてある時間間隔で刻まれた時刻ごとに配置されるノードとノード同士を結ぶリンクとを有するグラフを、施設の構成を示す情報を基に、各移動体について生成するグラフ生成部と、複数の区域に含まれる区域同士の間における各移動体の移動または複数の区域における各移動体の配置についての制約条件を表す制約式を、生成されたグラフと発着時刻情報と作業予定情報とに基づいて生成する制約式生成部と、制約式を充足する解であって、各移動体の移動についてあらかじめ設定された評価関数に基づいた解を求めることによって、構内作業計画を算出する構内作業計画算出部と、を備える。グラフ生成部は、移動体の移動が可能であるノード間をつないだリンクと、区域に移動体がとどまることを示すリンクとを含む複数のリンクを有するグラフを移動体ごとに生成する。構内作業計画算出部は、グラフに含まれるリンクを決定変数として、制約式を充足しかつ評価関数を最小化させる決定変数を解として求める。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the objectives, the mobile object work planning system disclosed herein is a mobile object work planning system that creates an on-site work plan, which is a schedule for the movement and work of each of multiple mobile objects within the premises of a facility having multiple areas including a storage area where mobile objects are stored and a work area where work is performed on the mobile objects. The mobile object work plan creation system according to the present disclosure includes: an acquisition unit that acquires arrival and departure time information indicating the arrival time, which is the time when each mobile object enters a premises, and the departure time, which is the time when each mobile object leaves the premises, and work schedule information indicating the work schedule for each mobile object; a graph generation unit that generates, for each mobile object, a graph having nodes arranged at certain time intervals for each zone and links connecting the nodes based on information indicating the configuration of the facility, assuming a plane including a first axis representing each zone and a second axis representing time; a constraint equation generation unit that generates, based on the generated graph, the arrival and departure time information, and the work schedule information, constraint equations that express constraint conditions on the movement of each mobile object between zones included in the plurality of zones or the placement of each mobile object in the plurality of zones; and an on-site work plan calculation unit that calculates an on-site work plan by finding a solution that satisfies the constraint equation based on a predetermined evaluation function for the movement of each mobile object. The graph generation unit generates, for each mobile object, a graph having a plurality of links, including links connecting nodes between which the mobile object can move and links indicating that the mobile object will stay in the zone. The on-site work plan calculation unit uses the links included in the graph as decision variables and finds, as a solution, decision variables that satisfy the constraint equations and minimize the evaluation function.

本開示にかかる移動体作業計画作成システムは、構内作業計画の条件または構内の構造によらず構内作業計画を作成でき、かつより効率的な構内作業計画を得ることができるという効果を奏する。 The mobile object work plan creation system disclosed herein has the advantage of being able to create a yard work plan regardless of the yard work plan conditions or the yard structure, and of being able to obtain a more efficient yard work plan.

実施の形態1にかかる移動体作業計画作成システムの構成例を示す図FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a mobile object work plan creation system according to a first embodiment. 実施の形態1において構内作業計画を作成する対象である車両基地の構成例を模式的に示す図FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an example of the configuration of a vehicle depot for which an on-site work plan is created in the first embodiment. 実施の形態1にかかる移動体作業計画作成システムによって作成される構内作業計画の概略について説明するための図FIG. 1 is a diagram for explaining an outline of an in-plant work plan created by a mobile object work plan creation system according to a first embodiment. 実施の形態1にかかる移動体作業計画作成システムによる構内作業計画を作成する処理の概要について説明するための図FIG. 1 is a diagram for explaining an overview of a process for creating an on-site work plan by a mobile object work plan creation system according to a first embodiment. 実施の形態1にかかる移動体作業計画作成システムの制約式生成部のうち開始時所在制約生成部によって生成される制約式について説明するための図FIG. 1 is a diagram for explaining constraint equations generated by a start-time location constraint generation unit in the constraint equation generation unit of the mobile object operation planning system according to the first embodiment. 実施の形態1にかかる移動体作業計画作成システムの制約式生成部のうち移動制約生成部によって生成される制約式について説明するための図FIG. 1 is a diagram for explaining constraint equations generated by a movement constraint generation unit in the constraint equation generation unit of the mobile object work planning system according to the first embodiment. 実施の形態1にかかる移動体作業計画作成システムの制約式生成部のうち作業実施制約生成部によって生成される制約式について説明するための図FIG. 1 is a diagram for explaining constraint expressions generated by a work execution constraint generation unit in the constraint expression generation unit of the mobile object work planning system according to the first embodiment. 実施の形態1にかかる移動体作業計画作成システムの制約式生成部のうち進路競合制約生成部によって生成される制約式について説明するための図FIG. 1 is a diagram for explaining constraint equations generated by a path conflict constraint generation unit in the constraint equation generation unit of the mobile object operation planning system according to the first embodiment. 実施の形態1にかかる移動体作業計画作成システムによる処理の手順を示すフローチャート1 is a flowchart showing a processing procedure performed by a mobile object work plan creation system according to a first embodiment; 実施の形態1にかかる移動体作業計画作成システムにおいて演算負荷を低減させる第1の機能について説明するための図FIG. 1 is a diagram for explaining a first function for reducing the calculation load in the mobile object work plan creation system according to the first embodiment. 実施の形態1にかかる移動体作業計画作成システムにおいて演算負荷を低減させる第2の機能について説明するための図FIG. 10 is a diagram for explaining a second function for reducing the calculation load in the mobile object work plan creation system according to the first embodiment. 実施の形態1にかかる移動体作業計画作成システムにおいて演算負荷を低減させる第3の機能について説明するためのフローチャート10 is a flowchart for explaining a third function for reducing the calculation load in the mobile object work plan creation system according to the first embodiment. 実施の形態1にかかる移動体作業計画作成システムにおいて対象期間の区切りの時刻を設定する例について示す図FIG. 1 is a diagram illustrating an example of setting a boundary time for a target period in the mobile object work plan creation system according to the first embodiment. 実施の形態1にかかる移動体作業計画作成システムを実現するハードウェア構成例を示す図FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration for realizing a mobile object work plan creation system according to a first embodiment.

以下に、実施の形態にかかる移動体作業計画作成システム、移動体作業計画作成方法および移動体作業計画作成プログラムを図面に基づいて詳細に説明する。 The mobile object work planning system, mobile object work planning method, and mobile object work planning program according to the embodiments are described in detail below with reference to the accompanying drawings.

実施の形態1.
図1は、実施の形態1にかかる移動体作業計画作成システム10の構成例を示す図である。移動体作業計画作成システム10は、施設の構内における複数の移動体の各々の移動および作業のスケジュールである構内作業計画を作成する。実施の形態1において、施設は、鉄道車両の編成が留置される車両基地とする。移動体は、例えば、鉄道車両の編成である。なお、鉄道車両の編成には、1両編成も含まれる。実施の形態1では、移動体が鉄道車両の編成である例について説明するが、移動体は、鉄道車両の編成に限られず、バス、トラック、または自動車等の輸送機器であっても良い。以下、鉄道車両の編成を、単に「編成」と称する。
Embodiment 1.
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the configuration of a mobile object work planning system 10 according to a first embodiment. The mobile object work planning system 10 creates an on-site work plan, which is a schedule of movement and work for each of a plurality of mobile objects within the premises of a facility. In the first embodiment, the facility is a railroad depot where a train set of railroad cars is stored. The mobile object is, for example, a train set of railroad cars. Note that a train set of railroad cars also includes a single-car train set. In the first embodiment, an example is described in which the mobile object is a train set of railroad cars, but the mobile object is not limited to a train set of railroad cars and may be transportation equipment such as a bus, truck, or automobile. Hereinafter, a train set of railroad cars will be simply referred to as a "train set."

ここで、移動体作業計画作成システム10の構成についての説明に先立ち、構内作業計画を作成する対象である車両基地の構成について説明する。図2は、実施の形態1において構内作業計画を作成する対象である車両基地の構成例を模式的に示す図である。 Before explaining the configuration of the mobile object work plan creation system 10, we will explain the configuration of the vehicle depot for which the yard work plan is created. Figure 2 is a diagram that schematically shows an example configuration of the vehicle depot for which the yard work plan is created in embodiment 1.

車両基地の構内には、編成が進入可能な複数の区域が設けられている。複数の区域には、編成が留置される留置区と、編成に対する作業を実施する作業区とが含まれる。留置区に設けられている線である留置線へ編成が進入し、留置線上にて編成が停止することによって、編成は留置される。以下の説明では、留置線を留置区とみなす。作業が実施される編成は、作業区に設けられている線である作業線へ進入する。作業線上にて編成が停止している状態において、編成に対する作業が実施される。作業線では、交番検査、列車検査、または車内清掃といった作業が実施される。作業線ごとに決められた作業が実施される。以下の説明では、作業線を作業区とみなす。なお、構内に複数の留置線が設けられている場合、各留置線を留置区とみなす。構内に複数の作業線が設けられている場合、各作業線を作業区とみなす。 A rolling stock depot has multiple areas where trains can enter. These areas include storage areas where trains are stored and work areas where work is carried out on the trains. A train enters a storage track, which is a line within a storage area, and is stored there by stopping on the track. In the following explanation, the storage track will be considered a storage area. A train on which work is to be carried out enters a work track, which is a line within the work area. Work is carried out on the train while it is stopped on the work track. Work such as periodic inspections, train inspections, and interior cleaning is carried out on the work tracks. Work designated for each work track is carried out. In the following explanation, the work track will be considered a work area. If there are multiple storage tracks within a yard, each storage track will be considered a storage area. If there are multiple work tracks within a yard, each work line will be considered a work area.

入区線は、車両基地の外から構内へ編成が入る際に通る線である。営業運転のための線である本線を走行した編成は、入区線を通って構内へ進入する。出区線は、構内から車両基地の外へ編成が出る際に通る線である。構内の編成は、出区線を通って本線へ戻る。なお、入区線と出区線との各々は、編成が進入可能な複数の区域に含まれる区域とみなす。 The entrance track is the track that trains use to enter the depot from outside. Trains that have traveled on the main line, which is the line used for commercial operations, enter the depot via the entrance track. The departure track is the track that trains use to leave the depot from inside. Trains within the depot return to the main line via the departure track. Note that the entrance track and departure track are each considered to be areas included in the multiple areas that trains can enter.

図2に示す例では、構内には、入区線、出区線、I本の留置線、および2本の作業線が設けられている。Iは、2以上の任意の整数とする。I本の留置線の各々を、第1留置線、第2留置線、第3留置線、・・・、第I留置線とする。2本の作業線の各々を、第1作業線、第2作業線とする。入区線と出区線とは、互いに並列に接続されている。I本の留置線は、互いに並列に接続されている。2本の作業線は、互いに並列に接続されている。入区線および出区線の束とI本の留置線の束とは、1本の接続線によりつながれている。I本の留置線の束と2本の作業線の束とは、1本の接続線によりつながれている。 In the example shown in Figure 2, the yard has an approach track, an outgoing track, I sidings, and two service tracks. I is any integer greater than or equal to 2. Each of the I sidings is referred to as the first siding, second siding, third siding, ..., Ith siding. Each of the two service tracks is referred to as the first service track and second service track. The approach track and the outgoing track are connected in parallel. The I sidings are connected in parallel. The two service tracks are connected in parallel. The bundle of approach tracks and outgoing tracks is connected to the bundle of I sidings by a single connecting line. The bundle of I sidings is connected to the bundle of two service tracks by a single connecting line.

図2に示す車両基地についての構内作業計画は、入区線、出区線、I本の留置線、および2本の作業線のうちの線同士の間における各編成の移動と、各編成に対する作業とのスケジュールである。図3は、実施の形態1にかかる移動体作業計画作成システム10によって作成される構内作業計画の概略について説明するための図である。 The yard work plan for the rolling stock depot shown in Figure 2 is a schedule for the movement of each train set between the approach track, the departure track, the I-train storage track, and two work tracks, as well as the work to be done on each train set. Figure 3 is a diagram for explaining an overview of the yard work plan created by the mobile unit work plan creation system 10 according to the first embodiment.

図3には、第1留置線、第2留置線、第3留置線、・・・、第I留置線、第1作業線、および第2作業線における3つの編成の各々の移動および作業のスケジュールの例を示す。図3において「A」、「B」、および「C」は、それぞれ編成を表す。図3では、線ごとに、編成が線に存在している期間を棒グラフにより表す。また、図3では、線同士の間における編成の移動を、棒グラフ同士をつなぐ直線により表す。図3に示す例において、例えば編成「A」は、第2留置線にて留置された後、第2留置線から第2作業線へ移動し、第2作業線にて作業が実施される。その後、編成「A」は、第2作業線から第3留置線へ移動し、第3留置線にて留置される。このように、構内では、留置線と作業線とを編成が行き来して作業が実施される。 Figure 3 shows an example of the movement and work schedule for three train sets in the first siding, second siding, third siding, ..., first siding, first service line, and second service line. In Figure 3, "A," "B," and "C" each represent a train set. In Figure 3, the period during which the train set is present on each line is represented by a bar graph. Also in Figure 3, the movement of train sets between lines is represented by lines connecting the bar graphs. In the example shown in Figure 3, for example, train set "A" is parked in the second siding, then moves from the second siding to the second service line, where work is carried out. Then, train set "A" moves from the second service line to the third siding, where it is parked. In this way, within the yard, train sets move back and forth between the sidings and service lines to carry out work.

なお、構内作業計画を作成する対象である車両基地の構成は、図2に示す構成に限られない。構内における作業線の数は2本に限られず任意であるものとする。また、各線の接続の態様は、適宜変更可能である。構内には、留置線と作業線との間の移動の際に必要に応じて編成を退避させる線である引上線が設けられていても良い。この場合、引上線が設けられている区域も、編成が進入可能な複数の区域に含まれる。また、図2に示す例では入区線と出区線とを互いに別の線としたが、共通の線を入区線および出区線として使用することとしても良い。 The configuration of the rolling stock depot for which the yard work plan is created is not limited to the configuration shown in Figure 2. The number of work tracks within the yard is not limited to two and can be any number. The connection between the tracks can be changed as appropriate. The yard may also have sidings, which are tracks that allow trains to retreat as needed when moving between storage tracks and work tracks. In this case, the area where the sidings are installed is also included in the multiple areas that trains can enter. In the example shown in Figure 2, the entrance and exit tracks are separate tracks, but a common line may also be used as the entrance and exit tracks.

次に、移動体作業計画作成システム10の構成について説明する。図1に示すように、移動体作業計画作成システム10は、入力部11と、グラフ生成部12と、取得部13と、制約式生成部14と、構内作業計画算出部15と、出力部16とを備える。グラフ生成部12、取得部13、制約式生成部14、および構内作業計画算出部15は、情報を処理する処理部を構成する。 Next, the configuration of the mobile object work plan creation system 10 will be described. As shown in FIG. 1, the mobile object work plan creation system 10 includes an input unit 11, a graph generation unit 12, an acquisition unit 13, a constraint equation generation unit 14, an on-site work plan calculation unit 15, and an output unit 16. The graph generation unit 12, the acquisition unit 13, the constraint equation generation unit 14, and the on-site work plan calculation unit 15 constitute a processing unit that processes information.

入力部11には、本線における各編成の運行ダイヤの情報と、各編成について実施すべき作業の予定を示す作業予定情報と、車両基地の構成を示す情報とが入力される。運行ダイヤの情報には、各編成が構内へ入る時刻である到着時刻の情報と、各編成が構内から出る時刻である出発時刻の情報とが含まれる。 Input unit 11 receives information on the train schedule for each train on the main line, work schedule information indicating the planned work to be performed on each train, and information indicating the configuration of the depot. The train schedule information includes information on the arrival time, which is the time when each train enters the yard, and information on the departure time, which is the time when each train leaves the yard.

グラフ生成部12は、各区域を表す第1軸と時刻を表す第2軸とを含む平面を想定するとして、各区域についてある時間間隔で刻まれた時刻ごとに配置されるノードとノード同士を結ぶリンクとを有するグラフを各編成について生成する。グラフ生成部12は、車両基地の構成を示す情報を入力部11から取得し、取得された情報を基にグラフを生成する。グラフの詳細については後述する。グラフ生成部12は、生成されたグラフを制約式生成部14へ出力する。 The graph generation unit 12 imagines a plane including a first axis representing each zone and a second axis representing time, and generates a graph for each train set, with nodes arranged for each zone at time intervals and links connecting the nodes. The graph generation unit 12 acquires information indicating the configuration of the depot from the input unit 11, and generates a graph based on the acquired information. Details of the graph will be described later. The graph generation unit 12 outputs the generated graph to the constraint equation generation unit 14.

取得部13は、発着時刻情報取得部21と作業予定情報取得部22とを備える。発着時刻情報取得部21は、運行ダイヤの情報を入力部11から取得し、運行ダイヤの情報の中から発着時刻情報を取得する。発着時刻情報は、各編成が車両基地の構内へ入る時刻である到着時刻と各編成が車両基地の構内から出る時刻である出発時刻とを示す情報である。作業予定情報取得部22は、作業予定情報を入力部11から取得する。このように、取得部13は、発着時刻情報と作業予定情報とを取得する。取得部13は、取得された発着時刻情報と取得された作業予定情報とを制約式生成部14へ出力する。 The acquisition unit 13 includes a departure and arrival time information acquisition unit 21 and a work schedule information acquisition unit 22. The departure and arrival time information acquisition unit 21 acquires train schedule information from the input unit 11 and acquires departure and arrival time information from the train schedule information. The departure and arrival time information is information that indicates the arrival time, which is the time when each train enters the train depot, and the departure time, which is the time when each train departs from the train depot. The work schedule information acquisition unit 22 acquires the work schedule information from the input unit 11. In this way, the acquisition unit 13 acquires departure and arrival time information and work schedule information. The acquisition unit 13 outputs the acquired departure and arrival time information and the acquired work schedule information to the constraint equation generation unit 14.

制約式生成部14は、複数の区域に含まれる区域同士の間における各編成の移動または複数の区域における各編成の配置についての制約条件を表す制約式を生成する。制約式生成部14は、グラフ生成部12によって生成されたグラフと、発着時刻情報と、作業予定情報とに基づいて、制約式を生成する。制約式は、構内作業計画が充足すべき制約条件を表す。 The constraint equation generation unit 14 generates constraint equations that represent constraint conditions on the movement of each train set between multiple areas or the placement of each train set in multiple areas. The constraint equation generation unit 14 generates constraint equations based on the graph generated by the graph generation unit 12, departure and arrival time information, and work schedule information. The constraint equations represent constraint conditions that must be satisfied by the yard work plan.

制約式生成部14は、開始時所在制約生成部23と、移動制約生成部24と、区域競合制約生成部25と、作業実施制約生成部26と、進路競合制約生成部27とを備える。制約式生成部14は、開始時所在制約生成部23と、移動制約生成部24と、区域競合制約生成部25と、作業実施制約生成部26と、進路競合制約生成部27との各々において制約式を生成する。制約式生成部14に備えられる各部の詳細については後述する。制約式生成部14は、生成された制約式を構内作業計画算出部15へ出力する。 The constraint equation generation unit 14 includes a start location constraint generation unit 23, a movement constraint generation unit 24, an area conflict constraint generation unit 25, a work execution constraint generation unit 26, and a path conflict constraint generation unit 27. The constraint equation generation unit 14 generates constraint equations in each of the start location constraint generation unit 23, the movement constraint generation unit 24, the area conflict constraint generation unit 25, the work execution constraint generation unit 26, and the path conflict constraint generation unit 27. Details of each unit included in the constraint equation generation unit 14 will be described later. The constraint equation generation unit 14 outputs the generated constraint equations to the premises work plan calculation unit 15.

構内作業計画算出部15は、制約式を充足する解であって、各編成の移動についてあらかじめ設定された評価関数に基づいた解を求めることによって、構内作業計画を算出する。構内作業計画算出部15は、算出された構内作業計画を出力部16へ出力する。出力部16は、移動体作業計画作成システム10の外部へ構内作業計画を出力する。 The yard work plan calculation unit 15 calculates the yard work plan by finding a solution that satisfies the constraint equations and is based on a preset evaluation function for the movement of each train. The yard work plan calculation unit 15 outputs the calculated yard work plan to the output unit 16. The output unit 16 outputs the yard work plan to a device external to the mobile object work plan creation system 10.

図4は、実施の形態1にかかる移動体作業計画作成システム10による構内作業計画を作成する処理の概要について説明するための図である。実施の形態1では、移動体作業計画作成システム10は、構内作業計画問題を整数計画問題として定式化し、評価指標に基づく最適解を求めることによって構内作業計画を算出する。 Figure 4 is a diagram illustrating an overview of the process of creating an on-site work plan by the mobile object work planning system 10 according to the first embodiment. In the first embodiment, the mobile object work planning system 10 formulates the on-site work planning problem as an integer programming problem and calculates the on-site work plan by finding an optimal solution based on an evaluation index.

図4には、グラフ生成部12により生成されるグラフの例を示す。図4において、縦軸は、各区域の線を表す。すなわち、縦軸は、構内の各区域を表す第1軸である。構内における各線は、構内作業計画において利用可能な資源に相当する。横軸は、時刻を表す第2軸である。なお、グラフ生成部12は、図4に示すようなグラフにより表される情報を生成するものとする。グラフは、グラフ生成部12により生成される情報の内容を概念的に表現したものとする。 Figure 4 shows an example of a graph generated by the graph generation unit 12. In Figure 4, the vertical axis represents the lines for each area. That is, the vertical axis is the first axis representing each area within the premises. Each line within the premises corresponds to the resources available in the premises work plan. The horizontal axis is the second axis representing time. Note that the graph generation unit 12 generates information represented by a graph such as that shown in Figure 4. The graph conceptually represents the content of the information generated by the graph generation unit 12.

グラフは、複数のノードと複数のリンクとを有する。各線について、ある時間間隔で刻まれた時刻ごとにノードが配置される。図4では、各線を表す破線と一定の時間間隔おきの時刻を表す破線とが格子状に配列されており、各線を表す破線と一定の時間間隔おきの時刻を表す破線との交点にノードが配置される。以下、ノードが配置される時間間隔を、「単位時間」と称する。なお、図4に示す例では、第1作業線についてはノードが配置されていない。実施の形態1により作成される構内作業計画には第1作業線での作業のスケジュールが含まれないため、グラフ生成部12は、第1作業線におけるノードを含まないグラフを生成するものとする。 A graph has multiple nodes and multiple links. For each line, a node is placed at each time interval. In Figure 4, dashed lines representing each line and dashed lines representing times at regular time intervals are arranged in a grid pattern, and nodes are placed at the intersections of the dashed lines representing each line and the dashed lines representing times at regular time intervals. Hereinafter, the time intervals at which nodes are placed are referred to as "unit times." Note that in the example shown in Figure 4, no nodes are placed for the first work line. Because the on-site work plan created in embodiment 1 does not include a schedule for work on the first work line, the graph generation unit 12 generates a graph that does not include nodes for the first work line.

また、図4では、ノード同士の間の細線矢印により各リンクを表す。縦軸に示される各線のうち任意の2つを第1の線および第2の線として、第1の線におけるノードと第2の線におけるノードとの間のリンクは、第1の線と第2の線との間における編成の移動を表す。構内に設けられている線同士の間での編成の移動は、入換と称される。 In addition, in Figure 4, each link is represented by a thin arrow between nodes. Any two of the lines shown on the vertical axis are designated as the first line and the second line, and the link between a node on the first line and a node on the second line represents the movement of trains between the first line and the second line. The movement of trains between lines within a yard is called shunting.

グラフでは、編成の移動が可能なノード間にリンクが張られる。縦軸に示される各線について、同じ線におけるノード間のリンクは、当該線から編成が移動せず当該線に編成が存在することを表す。図4に示す例において、第2作業線におけるノード間のリンクは、第2作業線での作業のために第2作業線に編成がとどまることを表す。作業のために編成がとどまることを表すリンクは、その作業のために要する時間だけ離れたノード間を結ぶ。図4に示す例では、単位時間の3倍が第2作業線での作業時間に相当する。グラフ生成部12は、複数の編成の各々について、図4に示すようなグラフを作成する。なお、図4では、構内に設けられている留置線のうちの一部についてはノードおよびリンクの図示を省略している。 In the graph, links are established between nodes to which trains can move. For each line shown on the vertical axis, links between nodes on the same line indicate that the train has not moved from that line and is present on that line. In the example shown in Figure 4, links between nodes on the second work line indicate that the train will remain on the second work line for work on that line. Links indicating that the train will remain on the second work line for work connect nodes that are separated by the time required for that work. In the example shown in Figure 4, three times the unit time corresponds to the work time on the second work line. The graph generation unit 12 creates a graph like the one shown in Figure 4 for each of multiple trains. Note that in Figure 4, nodes and links are omitted from the illustration for some of the storage tracks within the yard.

構内作業計画算出部15は、各リンクを決定変数として、制約式を充足しかつ評価関数を最小化させる決定変数を解として求める。各リンクについて、当該リンクを使う場合における決定変数の値を「1」、当該リンクを使わない場合における決定変数の値を「0」とする。第1の線におけるあるノードと第2の線におけるあるノードとの間のリンクが「1」であることは、当該リンクにより示される移動が構内作業計画に含まれることを表す。同じ線におけるノード間のリンクが「1」であることは、当該リンクの期間に当該線に編成がとどまることが構内作業計画に含まれることを表す。実施の形態1において、評価関数である評価式は、各編成の区域同士の間における移動の回数を表す。構内作業計画算出部15は、構内作業計画における制約条件を満たした上で評価関数を最小化させる決定変数を、整数計画問題ソルバーにより求める。 The yard work plan calculation unit 15 uses each link as a decision variable and finds, as a solution, decision variables that satisfy the constraint equations and minimize the evaluation function. For each link, the value of the decision variable is set to "1" when that link is used, and "0" when that link is not used. A link between a node on a first line and a node on a second line that is "1" indicates that the movement indicated by that link is included in the yard work plan. A link between nodes on the same line that is "1" indicates that the train's stay on that line during the link's duration is included in the yard work plan. In embodiment 1, the evaluation equation, which is the evaluation function, represents the number of movements between areas for each train. The yard work plan calculation unit 15 uses an integer programming problem solver to find decision variables that minimize the evaluation function while satisfying the constraints in the yard work plan.

図4において、太線矢印は、「1」であるリンクを表す。また、図4では、「1」であるリンクが出るノードと「1」であるリンクが入るノードとを、白抜きの丸により表す。それ以外のノードを、黒塗りの丸により表す。構内作業計画算出部15は、編成ごとに、「1」であるリンクを組み合わせることによって、構内作業計画を算出する。時刻t0は、構内作業計画の対象期間の始点である。出区線から編成が出る時刻toutは、編成が構内から出る出発時刻である。入区線へ編成が入る時刻tinは、編成が構内へ入る到着時刻である。編成は、時刻toutから時刻tinまでの期間において、本線において運用される。各編成の時刻toutと各編成の時刻tinとは、各編成の発着時刻情報に基づいて決定される。 In Figure 4, thick arrows represent links with a value of "1." Also in Figure 4, nodes from which links with a value of "1" exit and nodes to which links with a value of "1" enter are represented by open circles. Other nodes are represented by filled circles. The yard work plan calculation unit 15 calculates the yard work plan for each train set by combining links with a value of "1." Time t0 is the start point of the target period of the yard work plan. The time tout when the train set departs from the outbound track is the departure time when the train set leaves the yard. The time tin when the train set enters the inbound track is the arrival time when the train set enters the yard. The train set is operated on the main line during the period from time tout to time tin . The time tout and the time tin of each train set are determined based on the arrival and departure time information of each train set.

次に、制約式生成部14の各部により生成される各制約式について説明する。図5は、実施の形態1にかかる移動体作業計画作成システム10の制約式生成部14のうち開始時所在制約生成部23によって生成される制約式について説明するための図である。開始時所在制約生成部23は、開始時所在制約条件を表す制約式を生成する。開始時所在制約条件とは、構内作業計画の対象期間の始点にて編成が存在する区域によって決まる制約条件とする。 Next, we will explain each constraint equation generated by each part of the constraint equation generation unit 14. Figure 5 is a diagram for explaining the constraint equation generated by the start location constraint generation unit 23 of the constraint equation generation unit 14 of the mobile body work plan creation system 10 according to the first embodiment. The start location constraint generation unit 23 generates a constraint equation that represents the start location constraint condition. The start location constraint condition is a constraint condition determined by the area in which the train is located at the start of the period covered by the yard work plan.

対象期間の始点である時刻t0において編成vが線rvに存在するとして、開始時所在制約条件は、次の式(1)である制約式により表される。 Assuming that the vehicle unit v is on the line r v at time t 0 , which is the start point of the target period, the start location constraint is expressed by the constraint equation, which is the following equation (1).

O v,t,rは、編成vのグラフにおいて、資源である線rにおける時刻tのノードから出るリンクの集合を表す。式(1)において、eは、編成vのグラフにおいて、線rvにおける時刻t0のノードから出るリンクの集合に含まれるリンクを表す。xeは、リンクeの決定変数を表す。Vは、編成の集合を表す。式(1)は、編成vについて、線rvにおける時刻t0のノードから出るリンクの集合に含まれる全てのリンクについての決定変数の合計が「1」であることを表す。 E O v,t,r represents the set of links that leave the node at time t on the line r, which is a resource, in the graph of the configuration v. In equation (1), e represents a link included in the set of links that leave the node at time t on the line r v in the graph of the configuration v. x e represents the decision variable of link e. V represents the set of configurations. Equation (1) indicates that for the configuration v, the sum of the decision variables for all links included in the set of links that leave the node at time t on the line r v is "1".

図5において楕円30で囲われたリンクは、第2留置線の時刻t0におけるノードから出るリンクである。例えば、時刻t0においてある編成が第2留置線に存在する場合に、楕円30で囲われたリンクのうちの1つが使われることが、開始時所在制約条件となる。この場合、楕円30で囲われたリンクのうちの1つは決定変数が「1」であって、楕円30で囲われたリンクのうちその他全ては決定変数が「0」である。このため、楕円30で囲われた全てのリンクについて決定変数の合計は「1」となる。なお、時刻t0において編成が存在する線は、現在の対象期間の1つ前の対象期間における構内作業計画の内容に基づいて決定される。開始時所在制約生成部23は、編成の集合であるVに含まれる全ての編成について、開始時所在制約条件を表す制約式を生成する。なお、時刻t0において本線上に存在する編成については、構内のいずれの線にも編成が存在しないことが開始時所在制約条件となる。 In FIG. 5 , the links surrounded by ellipses 30 are links exiting from a node on the second storage track at time t0 . For example, when a certain train set is present on the second storage track at time t0 , the start-time location constraint is that one of the links surrounded by ellipses 30 is used. In this case, one of the links surrounded by ellipses 30 has a decision variable of "1," and all other links surrounded by ellipses 30 have decision variables of "0." Therefore, the sum of the decision variables for all links surrounded by ellipses 30 is "1." The line on which the train set is present at time t0 is determined based on the contents of the yard work plan for the target period immediately preceding the current target period. The start-time location constraint generator 23 generates constraint expressions representing the start-time location constraint for all train sets included in V, which is a set of train sets. For a train set present on the main line at time t0 , the start-time location constraint is that the train set is not present on any of the lines within the yard.

図6は、実施の形態1にかかる移動体作業計画作成システム10の制約式生成部14のうち移動制約生成部24によって生成される制約式について説明するための図である。移動制約生成部24は、移動制約条件を表す制約式を生成する。移動制約条件とは、各区域について、区域への編成の進入と区域からの編成の退出との組合せについての制約条件とする。 Figure 6 is a diagram illustrating constraint equations generated by the movement constraint generation unit 24 of the constraint equation generation unit 14 of the mobile object work plan creation system 10 according to the first embodiment. The movement constraint generation unit 24 generates constraint equations that represent movement constraint conditions. The movement constraint conditions are constraint conditions regarding the combination of the entry of a train into an area and the exit of a train from an area, for each area.

移動制約条件は、次の式(2)である制約式により表される。 The movement constraint is expressed by the constraint equation, equation (2) below.

I v,t,rは、編成vのグラフにおいて、資源である線rの時刻tにおけるノードへ入るリンクの集合を表す。NIO vは、編成vのグラフにおいて、リンクが1本でも出入りしているノードの集合を表す。式(2)は、編成vについて、時刻tおよび線rのノードへ入る全てのリンクの決定変数の合計と、時刻tおよび線rのノードから出る全てのリンクの決定変数の合計とは互いに等しいことを表す。 E I v,t,r represents the set of links entering a node on line r, which is a resource, at time t in the graph of configuration v. N IO v represents the set of nodes with at least one link entering or leaving the node in the graph of configuration v. Equation (2) indicates that for configuration v, the sum of the decision variables of all links entering a node on line r at time t and time t is equal to the sum of the decision variables of all links leaving a node on line r at time t.

図6において実線の楕円31で囲われたリンクは、第2留置線のある時刻におけるノードへ入るリンクである。図6において破線の楕円32で囲われたリンクは、第2留置線のある時刻におけるノードから出るリンクである。図6に示す例では、当該時刻において第2留置線に編成は存在するため、楕円31で囲われたリンクのうちの1つの決定変数は「1」であって、楕円31で囲われたリンクのうちその他全ては決定変数が「0」である。また、楕円32で囲われたリンクのうちの1つの決定変数は「1」であって、楕円32で囲われたリンクのうちその他全ては決定変数が「0」である。楕円31で囲われた全てのリンクについて決定変数の合計は「1」となり、かつ、楕円32で囲われた全てのリンクについて決定変数の合計も「1」となる。このため、編成が存在するノードについて、当該ノードへ入る全てのリンクの決定変数の合計と、当該ノードから出る全てのリンクの決定変数の合計とは互いに等しくなる。 In Figure 6, the links surrounded by solid ellipse 31 are links entering the node at a certain time on the second storage track. In Figure 6, the links surrounded by dashed ellipse 32 are links leaving the node at a certain time on the second storage track. In the example shown in Figure 6, because a train set is present on the second storage track at that time, the decision variable for one of the links surrounded by ellipse 31 is "1," and the decision variables for all other links surrounded by ellipse 31 are "0." Also, the decision variable for one of the links surrounded by ellipse 32 is "1," and the decision variables for all other links surrounded by ellipse 32 are "0." The sum of the decision variables for all links surrounded by ellipse 31 is "1," and the sum of the decision variables for all links surrounded by ellipse 32 is also "1." Therefore, for a node where a train set exists, the sum of the decision variables for all links entering the node is equal to the sum of the decision variables for all links leaving the node.

また、編成が存在しないノードでは、当該ノードへ入る全てのリンクの決定変数の合計は「0」となり、当該ノードから出る全てのリンクの決定変数の合計も「0」となる。このため、編成が存在しないノードについて、当該ノードへ入る全てのリンクの決定変数の合計と、当該ノードから出る全てのリンクの決定変数の合計とは互いに等しくなる。移動制約生成部24は、編成の集合であるVに含まれる全ての編成について、移動制約条件を表す制約式を生成する。 Furthermore, for a node where no train formation exists, the sum of the decision variables for all links leading into that node is "0", and the sum of the decision variables for all links leaving that node is also "0". Therefore, for a node where no train formation exists, the sum of the decision variables for all links leading into that node is equal to the sum of the decision variables for all links leaving that node. The movement constraint generation unit 24 generates constraint equations that represent movement constraint conditions for all train formations included in V, which is the set of train formations.

区域競合制約生成部25は、区域競合制約条件を表す制約式を生成する。区域競合制約条件とは、2以上の編成が同じ期間において同じ区域に存在する区域競合についての制約条件とする。実施の形態1では、1つの線に同時に存在可能な編成は最大1つとする。区域競合制約条件は、1つの線において同時に2以上の編成が存在する区域競合を除外する制約条件といえる。 The area conflict constraint generation unit 25 generates constraint expressions that represent area conflict constraint conditions. Area conflict constraint conditions are constraint conditions regarding area conflicts where two or more trains exist in the same area during the same period. In embodiment 1, a maximum of one train can exist on a single line at the same time. Area conflict constraint conditions can be considered constraint conditions that exclude area conflicts where two or more trains exist on a single line at the same time.

区域競合制約条件は、次の式(3)である制約式により表される。 The area conflict constraint is expressed by the following constraint equation (3):

R v,t,rは、編成vのグラフにおいて、資源である線rにおける時刻tのノードに入るリンクと、時刻tよりも以前から時刻tをまたいで線rに編成が存在しているリンクとの集合を表す。Tは、時刻の集合を表す。Rは、資源である線の集合を表す。 E R v,t,r represents the set of links entering the node at time t on the resource line r in the graph of the train set v, and the set of links where the train set exists on the line r from before time t across time t. T represents the set of times. R represents the set of resource lines.

式(3)における2重和のうちの一方である、eについての合計は、編成vのグラフにおいて、ER v,t,rに含まれる全てのリンクについての決定変数の合計を表す。式(3)における2重和のうちの他方は、Vに含まれる全ての編成vについての合計を表す。式(3)は、ER v,t,rに含まれる全てのリンクの決定変数の合計を、全ての編成vについて合計した結果が1以下であることを表す。すなわち、式(3)は、時刻tにおいて線rを使用する編成vの数の合計は1以下であることを表す。区域競合制約生成部25は、Vに含まれる全ての編成vについての区域競合制約条件を表す制約式を生成する。 The sum for e, which is one of the double sums in equation (3), represents the sum of the decision variables for all links included in E R v,t,r in the graph of train set v. The other double sum in equation (3) represents the sum for all train sets v included in V. Equation (3) represents that the result of adding up the sum of the decision variables for all links included in E R v,t,r for all train sets v is 1 or less. In other words, equation (3) represents that the total number of train sets v using line r at time t is 1 or less. The area conflict constraint generator 25 generates constraint equations that represent area conflict constraint conditions for all train sets v included in V.

図7は、実施の形態1にかかる移動体作業計画作成システム10の制約式生成部14のうち作業実施制約生成部26によって生成される制約式について説明するための図である。作業実施制約生成部26は、作業実施制約条件を表す制約式を生成する。作業実施制約条件とは、作業予定情報に示される作業を各編成に対して実施することについての制約条件とする。 Figure 7 is a diagram illustrating constraint equations generated by the work execution constraint generation unit 26 of the constraint equation generation unit 14 of the mobile object work plan creation system 10 according to the first embodiment. The work execution constraint generation unit 26 generates constraint equations that represent work execution constraint conditions. The work execution constraint conditions are constraint conditions regarding the execution of work indicated in the work schedule information for each train set.

作業実施制約条件は、次の式(4)である制約式により表される。 The work execution constraints are expressed by the constraint equation (4) below.

W v,d,wは、編成vのグラフにおいて、日dにおける実施が予定された作業wについてのリンクの集合を表す。作業wについてのリンクとは、作業wが実施される作業線におけるノード間のリンクとする。Dは、日の集合を表す。Wは、作業の集合を表す。式(4)は、編成vについて、作業wについてのリンクの集合に含まれる全てのリンクについての決定変数の合計が「1」であることを表す。 E W v,d,w represents a set of links for operation w scheduled to be performed on day d in the graph of organization v. A link for operation w is a link between nodes on the operation line on which operation w is performed. D represents a set of days. W represents a set of operations. Equation (4) indicates that for organization v, the sum of the decision variables for all links included in the set of links for operation w is "1".

図7において楕円33で囲われたリンクは、第2作業線についてのリンクである。例えば、第2作業線にて実施される作業が列車検査であって、対象期間である日に編成vに対する列車検査が予定されているとする。楕円33で囲われたリンクのうちの1つの決定変数は「1」であって、楕円33で囲われたリンクのうちその他全ては決定変数が「0」である。このため、楕円33で囲われた全てのリンクについて決定変数の合計は「1」となる。構内の各作業線は作業に紐付けられているため、作業線におけるノード間のリンクを基に作業実施制約条件を設定することができる。作業実施制約生成部26は、編成の集合であるVに含まれる全ての編成のうち作業が予定されている編成について、作業実施制約条件を表す制約式を生成する。 In Figure 7, the links surrounded by ellipses 33 are links for the second work line. For example, suppose the work to be performed on the second work line is train inspection, and train inspection is scheduled for train set v on a day during the target period. The decision variable for one of the links surrounded by ellipses 33 is "1," and the decision variables for all other links surrounded by ellipses 33 are "0." Therefore, the sum of the decision variables for all links surrounded by ellipses 33 is "1." Because each work line within the yard is linked to work, work execution constraints can be set based on the links between nodes on the work lines. The work execution constraint generation unit 26 generates constraint equations that represent work execution constraints for all train sets included in V, which is a set of train sets, that are scheduled for work.

なお、ここでは、各作業線に1つの作業が紐付けられているものとして説明した。例えば、作業wが2以上の作業線のどちらで行っても良い場合、すなわち、作業wに2以上の作業線が紐付けられている場合は、作業実施制約生成部26は、当該2以上の作業線のリンクについて決定変数の合計が「1」となる制約式を生成する。 Note that in the above description, it is assumed that one task is linked to each task line. For example, if task w can be performed on either of two or more task lines, i.e., if task w is linked to two or more task lines, the task execution constraint generation unit 26 generates a constraint equation in which the sum of the decision variables for the links between those two or more task lines is "1."

図8は、実施の形態1にかかる移動体作業計画作成システム10の制約式生成部14のうち進路競合制約生成部27によって生成される制約式について説明するための図である。進路競合制約生成部27は、進路競合制約条件を表す制約式を生成する。進路競合制約条件とは、2以上の編成が同じ期間において同じ進路に進入する進路競合についての制約条件とする。 Figure 8 is a diagram illustrating constraint equations generated by the route conflict constraint generation unit 27 of the constraint equation generation unit 14 of the mobile object operation planning system 10 according to the first embodiment. The route conflict constraint generation unit 27 generates constraint equations that represent route conflict constraint conditions. A route conflict constraint condition is a constraint condition regarding route conflict in which two or more trains enter the same route during the same period.

図2に示す構成の場合、例えば、第2作業線から第2留置線への編成「A」の入換と、第1留置線から第1作業線への編成「B」の入換とは、各留置線と各作業線との間の接続線にて進路競合が生じることから、同時に行うことはできない。 In the configuration shown in Figure 2, for example, shunting of train set "A" from the second service line to the second storage line and shunting of train set "B" from the first storage line to the first service line cannot be performed simultaneously, as this would result in a route conflict at the connecting lines between each storage line and each service line.

進路競合制約条件は、次の式(5)である制約式により表される。 The path conflict constraint is expressed by the following constraint equation (5):

C v,t,r1,r2は、第1の線r1から第2の線r2への入換との進路競合を生じさせる入換を表現するリンクの集合を表す。式(5)における2重和のうちの一方である、eについての合計は、編成vのグラフにおいて、EC v,t,r1,r2に含まれる全てのリンクについての決定変数の合計を表す。式(5)における2重和のうちの他方は、Vに含まれる全ての編成vについての合計を表す。式(5)は、EC v,t,r1,r2に含まれる全てのリンクの決定変数の合計を、全ての編成vについて合計した結果が1以下であることを表す。 E C v,t,r1,r2 represents a set of links representing interchanges that cause a route conflict with the interchange from the first line r1 to the second line r2. The sum for e, which is one of the double sums in equation (5), represents the sum of the decision variables for all links included in E C v,t,r1,r2 in the graph of train set v. The other double sum in equation (5) represents the sum for all train sets v included in V. Equation (5) indicates that the result of summing the decision variables for all links included in E C v,t,r1,r2 for all train sets v is less than or equal to 1.

図8において楕円34で囲われたリンクは、編成vのグラフのうちある時刻におけるリンクである。楕円34で囲われたリンクのうち互いに進路競合を生じる関係にあるリンクについての決定変数の合計を、全ての編成vについて合計した結果が1以下であることによって、当該時刻における進路競合を除外できる。進路競合制約生成部27は、Vに含まれる全ての編成vについての進路競合制約条件を表す制約式を生成する。 In Figure 8, the links surrounded by ellipses 34 are links at a certain time in the graph of vehicle unit v. If the sum of the decision variables for the links surrounded by ellipses 34 that are in a relationship that causes route conflicts with each other is summed for all vehicle units v, and the sum is 1 or less, route conflicts at that time can be eliminated. The route conflict constraint generation unit 27 generates constraint equations that represent the route conflict constraint conditions for all vehicle units v included in V.

構内作業計画算出部15は、式(1)から式(5)に示される各制約式を充足する解を求める。これにより、移動体作業計画作成システム10は、開始時所在制約条件、移動制約条件、区域競合制約条件、作業実施制約条件、および進路競合制約条件の全てを充足する構内作業計画を作成することができる。 The on-site work plan calculation unit 15 finds a solution that satisfies each of the constraints shown in equations (1) to (5). This allows the mobile object work plan creation system 10 to create an on-site work plan that satisfies all of the initial location constraints, movement constraints, area conflict constraints, work execution constraints, and route conflict constraints.

なお、ここでは、開始時所在制約条件、移動制約条件、区域競合制約条件、作業実施制約条件、および進路競合制約条件を制約条件としたが、これらの制約条件以外の制約条件が追加されても良い。例えば、使用時間に制限が設けられている線がある場合において、使用時間の制約条件が追加されても良い。作業に携わる作業員の勤務時間、または作業に携わる作業員の数についての制約条件、あるいは、入換を実施する作業員の数についての制約条件が追加されても良い。 Here, the constraints used are the start location constraint, movement constraint, area conflict constraint, work execution constraint, and route conflict constraint, but constraints other than these may also be added. For example, if there is a line with a limit on usage time, a usage time constraint may be added. Constraints on the working hours of workers involved in the work, the number of workers involved in the work, or the number of workers performing shunting may also be added.

次に、評価関数について説明する。評価関数は、各編成の区域同士の間における移動の回数、すなわち、各編成の入換回数を表す。評価関数は、次の式(6)により表される。 Next, we will explain the evaluation function. The evaluation function represents the number of times each train moves between sections, i.e., the number of times each train is shunted. The evaluation function is expressed by the following equation (6).

M vは、編成vのグラフにおいて入換を表すリンクの集合を表す。構内作業計画算出部15は、評価関数を最小化させる決定変数を解として求める。これにより、移動体作業計画作成システム10は、各編成の入換回数を低減可能とする構内作業計画を作成することができる。すなわち、移動体作業計画作成システム10は、制約条件の全てを充足し、かつ、より効率的な構内作業計画を作成することができる。 E M v represents a set of links representing shunting in the graph of train set v. The yard work plan calculation unit 15 finds, as a solution, a decision variable that minimizes the evaluation function. This allows the mobile body work planning system 10 to create a yard work plan that can reduce the number of shuntings for each train set. In other words, the mobile body work planning system 10 can create a more efficient yard work plan that satisfies all of the constraints.

なお、ここでは、各編成の入換回数を評価基準としたが、評価基準には、入換回数以外の評価基準が組み合わされても良い。例えば、構内作業計画の基本である基本計画を変更することによって構内作業計画を作成する場合に、構内作業計画の要素のうち基本計画から変更される要素の数を評価基準としても良い。基本計画から変更される要素の数を低減可能であることによって、構内作業計画の作成効率を向上できる。また、構内作業計画の作成のために制約条件の緩和が必要である場合において、制約条件の緩和の程度を評価基準としても良い。制約条件の緩和の程度を低減させることができる。 Here, the number of shunting operations for each train set is used as the evaluation criterion, but the evaluation criterion may be a combination of evaluation criteria other than the number of shunting operations. For example, when creating a yard work plan by changing the basic plan, which is the basis for the yard work plan, the number of elements of the yard work plan that are changed from the basic plan may be used as the evaluation criterion. By being able to reduce the number of elements that are changed from the basic plan, the efficiency of creating the yard work plan can be improved. Furthermore, when it is necessary to relax the constraints in order to create the yard work plan, the degree of relaxation of the constraints may be used as the evaluation criterion. The degree of relaxation of the constraints can be reduced.

次に、移動体作業計画作成システム10による処理の手順について説明する。図9は、実施の形態1にかかる移動体作業計画作成システム10による処理の手順を示すフローチャートである。 Next, the processing steps performed by the mobile object work plan creation system 10 will be described. Figure 9 is a flowchart showing the processing steps performed by the mobile object work plan creation system 10 according to the first embodiment.

ステップS1において、移動体作業計画作成システム10は、取得部13により発着時刻情報と作業予定情報とを取得する。取得部13は、入力部11へ入力された運行ダイヤの情報から発着時刻情報を取得する。取得部13は、入力部11へ入力された作業予定情報を取得する。なお、取得部13は、運行ダイヤの情報以外から発着時刻情報を取得しても良い。発着時刻情報は、移動体作業計画作成システム10を操作する操作者による入力操作によって入力部11へ入力されても良い。この場合、取得部13は、入力部11へ入力された発着時刻情報を取得する。取得部13は、取得された発着時刻情報と取得された作業予定情報とを制約式生成部14へ出力する。 In step S1, the mobile object work planning system 10 acquires departure and arrival time information and work schedule information using the acquisition unit 13. The acquisition unit 13 acquires departure and arrival time information from bus schedule information input to the input unit 11. The acquisition unit 13 acquires work schedule information input to the input unit 11. Note that the acquisition unit 13 may acquire departure and arrival time information from information other than the bus schedule. The departure and arrival time information may be input to the input unit 11 by an input operation by the operator operating the mobile object work planning system 10. In this case, the acquisition unit 13 acquires the departure and arrival time information input to the input unit 11. The acquisition unit 13 outputs the acquired departure and arrival time information and the acquired work schedule information to the constraint equation generation unit 14.

ステップS2において、移動体作業計画作成システム10は、グラフ生成部12により編成ごとのグラフを生成する。グラフ生成部12は、車両基地の構成を示す情報を入力部11から取得する。グラフ生成部12は、車両基地の構成を示す情報に基づいて、編成ごとのグラフを生成する。グラフ生成部12は、生成されたグラフを制約式生成部14へ出力する。グラフ生成部12によって生成されたグラフは、移動体作業計画作成システム10内に格納されても良い。 In step S2, the mobile object work planning system 10 generates a graph for each train set using the graph generation unit 12. The graph generation unit 12 acquires information indicating the configuration of the vehicle depot from the input unit 11. The graph generation unit 12 generates a graph for each train set based on the information indicating the configuration of the vehicle depot. The graph generation unit 12 outputs the generated graph to the constraint equation generation unit 14. The graph generated by the graph generation unit 12 may be stored within the mobile object work planning system 10.

ステップS3において、移動体作業計画作成システム10は、制約式生成部14により、発着時刻情報と作業予定情報とに基づいて制約式を生成する。制約式生成部14は、開始時所在制約条件、移動制約条件、区域競合制約条件、作業実施制約条件、および進路競合制約条件の各々についての制約式を生成する。制約式生成部14は、グラフ生成部12から入力されるグラフに基づいて制約式を生成する。制約式生成部14は、移動体作業計画作成システム10内に格納されているグラフを読み出し、読み出されたグラフに基づいて制約式を生成しても良い。制約式生成部14は、生成された制約式を構内作業計画算出部15へ出力する。 In step S3, the mobile object work planning system 10 generates constraint equations using the constraint equation generation unit 14 based on the departure and arrival time information and work schedule information. The constraint equation generation unit 14 generates constraint equations for each of the start location constraint condition, movement constraint condition, area conflict constraint condition, work execution constraint condition, and route conflict constraint condition. The constraint equation generation unit 14 generates constraint equations based on the graph input from the graph generation unit 12. The constraint equation generation unit 14 may read a graph stored in the mobile object work planning system 10 and generate constraint equations based on the read graph. The constraint equation generation unit 14 outputs the generated constraint equations to the yard work plan calculation unit 15.

ステップS4において、移動体作業計画作成システム10は、構内作業計画算出部15により、制約式と評価関数とに基づいて構内作業計画を算出する。構内作業計画算出部15は、ステップS3において生成された制約式を充足し、かつあらかじめ設定された評価関数を最小化させる解を求めることによって、構内作業計画を算出する。 In step S4, the mobile object work plan creation system 10 calculates an on-site work plan based on the constraint equations and the evaluation function using the on-site work plan calculation unit 15. The on-site work plan calculation unit 15 calculates an on-site work plan by finding a solution that satisfies the constraint equations generated in step S3 and minimizes the preset evaluation function.

ステップS5において、移動体作業計画作成システム10は、出力部16により、構内作業計画を出力する。出力部16は、例えば、構内作業計画のデータを含むファイルを端末装置等へ出力する。以上により、移動体作業計画作成システム10は、図9に示す手順による処理を終了する。 In step S5, the mobile object work planning system 10 outputs the on-site work plan via the output unit 16. The output unit 16 outputs, for example, a file containing data on the on-site work plan to a terminal device or the like. With this, the mobile object work planning system 10 completes the processing according to the procedure shown in FIG. 9.

移動体作業計画作成システム10は、構内作業計画を算出する際における演算負荷を低減させる機能を備えても良い。以下、移動体作業計画作成システム10において演算負荷を低減させる3つの機能について説明する。 The mobile object work planning system 10 may also be equipped with functions to reduce the computational load when calculating an on-site work plan. Below, we will explain three functions that reduce the computational load in the mobile object work planning system 10.

図10は、実施の形態1にかかる移動体作業計画作成システム10において演算負荷を低減させる第1の機能について説明するための図である。第1の機能により、制約式生成部14は、各編成について、出発時刻から次の到着時刻までの期間におけるノードおよびリンクを省略して制約式を生成する。 Figure 10 is a diagram illustrating a first function for reducing the computational load in the mobile object operation planning system 10 according to the first embodiment. Using the first function, the constraint equation generation unit 14 generates a constraint equation for each train by omitting nodes and links in the period from the departure time to the next arrival time.

図10の上部には、出発時刻である時刻toutから次の到着時刻である時刻tinまでの期間におけるノードおよびリンクを省略する前のグラフを示す。図10の下部には、時刻toutから時刻tinまでの期間におけるノードおよびリンクが省略されたグラフを示す。制約式生成部14は、各編成の発着時刻情報に基づいて、各編成のグラフにおけるノードおよびリンクを省く処理を行う。移動体作業計画作成システム10は、第1の機能により、時刻toutから時刻tinまでの期間におけるノードおよびリンクと、当該ノードおよびリンクに関連する制約式が省略されることによって、当該ノードおよびリンクが省略される前と比べて演算負荷を低減できる。 The upper part of Fig. 10 shows a graph before omitting nodes and links in the period from time tout , which is the departure time, to time tin , which is the next arrival time. The lower part of Fig. 10 shows a graph in which nodes and links in the period from time tout to time tin are omitted. The constraint equation generation unit 14 performs processing to omit nodes and links in the graph for each train set, based on the departure and arrival time information for each train set. By omitting nodes and links in the period from time tout to time tin and constraint equations related to these nodes and links using the first function, the mobile object operation planning system 10 can reduce the calculation load compared to before the nodes and links were omitted.

各編成について、時刻toutから時刻tinまでの期間において構内での作業または入換は実施されないため、各編成について時刻toutから時刻tinまでの期間におけるノードおよびリンクが省略されても、構内作業計画算出部15により得られる解の最適性は損なわれない。これにより、移動体作業計画作成システム10は、算出される構内作業計画の精度を維持しながら演算負荷を低減できる。 For each train set, no work or shunting is performed within the yard during the period from time t out to time t in , so omitting the nodes and links for each train set during the period from time t out to time t in does not impair the optimality of the solution obtained by the yard work plan calculation unit 15. This allows the mobile object work plan creation system 10 to reduce the calculation load while maintaining the accuracy of the calculated yard work plan.

図11は、実施の形態1にかかる移動体作業計画作成システム10において演算負荷を低減させる第2の機能について説明するための図である。第2の機能により、制約式生成部14は、各編成について、出発時刻までの一定期間と、到着時刻からの一定期間と、作業が行われる期間の開始時刻までの一定期間と、作業が行われる期間の終了時刻までの一定期間とを除いた期間におけるノードおよびリンクを省略して制約式を生成する。 Figure 11 is a diagram illustrating a second function for reducing the computational load in the mobile object work planning system 10 according to the first embodiment. Using the second function, the constraint equation generation unit 14 generates a constraint equation for each train by omitting nodes and links in periods excluding the fixed period until the departure time, the fixed period from the arrival time, the fixed period until the start time of the period in which work is performed, and the fixed period until the end time of the period in which work is performed.

図11には、出発時刻である時刻toutまでの期間Pよりも前の期間におけるノードおよびリンクを省略する例を示す。図11の上部には、ノードおよびリンクを省略する前のグラフを示す。図11の下部には、ノードおよびリンクが省略されたグラフを示す。期間Pは、単位時間の2倍に相当する一定期間とする。図11に示す例では、編成は、第2留置線にて留置された後に出区線へ移動するものとする。なお、期間Pの長さは任意に設定可能であっても良い。 FIG. 11 shows an example in which nodes and links in a period prior to period P up to time t out , which is the departure time, are omitted. The upper part of FIG. 11 shows a graph before nodes and links are omitted. The lower part of FIG. 11 shows a graph in which nodes and links are omitted. Period P is a fixed period equivalent to twice the unit time. In the example shown in FIG. 11 , the train is stored in the second storage line and then moves to the outbound line. The length of period P may be set arbitrarily.

図11において時刻toutよりも前の期間について、時刻toutまでの期間Pにおいて出区線へ編成が進入する場合のノードおよびリンクと、第2留置線における編成の留置を表すノードおよびリンクとが残され、それ以外のノードおよびリンクが省かれている。また、図11に示す例では、第1留置線および第I留置線の各々のノードと、それらのノードにつながるリンクとが省かれている。 In Fig. 11, for the period before time tout , only the nodes and links representing the entry of the train set onto the outgoing track during period P up to time tout and the nodes and links representing the storage of the train set in storage track No. 2 are retained, and the other nodes and links are omitted. Also, in the example shown in Fig. 11, the nodes of storage track No. 1 and storage track No. 1 and the links connecting to those nodes are omitted.

図11には、出発時刻までの一定期間を除いた期間におけるノードおよびリンクを省略する例を示した。制約式生成部14は、出発時刻までの一定期間と、到着時刻からの一定期間と、作業が行われる期間の開始時刻までの一定期間と、作業が行われる期間の終了時刻までの一定期間とのうちの少なくとも1つを除いた期間におけるノードおよびリンクを省略して制約式を生成する。なお、時間帯が指定されている作業については、作業が行われる期間の開始時刻は、当該指定された時間帯の始点であって、作業が行われる期間の終了時刻は、当該指定された時間帯の終点とする。時間帯が指定されていない作業については、当該作業を開始可能な時刻を、当該作業が行われる期間の開始時刻とし、当該作業を終了可能な時刻を、当該作業が行われる期間の終了時刻とする。 Figure 11 shows an example in which nodes and links are omitted for a period excluding a certain period up to the departure time. The constraint equation generation unit 14 generates a constraint equation by omitting nodes and links for a period excluding at least one of the certain period up to the departure time, the certain period from the arrival time, the certain period up to the start time of the period in which the work is performed, and the certain period up to the end time of the period in which the work is performed. Note that for work for which a time period is specified, the start time of the period in which the work is performed is the start point of the specified time period, and the end time of the period in which the work is performed is the end point of the specified time period. For work for which a time period is not specified, the time when the work can be started is the start time of the period in which the work is performed, and the time when the work can be completed is the end time of the period in which the work is performed.

移動体作業計画作成システム10は、第2の機能により、一定期間を除いた期間におけるノードおよびリンクを省略することで、当該ノードおよびリンクに関連する制約式も省略できる。移動体作業計画作成システム10は、一定期間を除いた期間におけるノードおよびリンクと、当該ノードおよびリンクに関連する制約式が省略されることによって、当該ノードおよびリンクが省略される前と比べて演算負荷を低減できる。 The second function of the mobile object work planning system 10 allows it to omit nodes and links for periods other than a certain period, thereby also omitting constraint equations related to those nodes and links. By omitting nodes and links for periods other than a certain period, and constraint equations related to those nodes and links, the mobile object work planning system 10 can reduce the computational load compared to before those nodes and links were omitted.

第2の機能によると、入換が可能な期間が制約されることとなる。入換が可能な期間が制約されると、構内作業計画算出部15により得られる解の最適性が損なわれることがあり得る。移動体作業計画作成システム10は、一定期間である期間Pの長さが適宜設定されることによって、最適性の低下の影響を少なくすることができる。これにより、移動体作業計画作成システム10は、算出される構内作業計画の精度低下を防ぐとともに演算負荷を低減できる。 The second function restricts the period during which switching is possible. Restricting the period during which switching is possible may compromise the optimality of the solution obtained by the yard work plan calculation unit 15. The mobile object work planning system 10 can reduce the impact of reduced optimality by appropriately setting the length of the fixed period P. This allows the mobile object work planning system 10 to prevent a decrease in the accuracy of the calculated yard work plan and reduce the computational load.

図12は、実施の形態1にかかる移動体作業計画作成システム10において演算負荷を低減させる第3の機能について説明するためのフローチャートである。第3の機能により、制約式生成部14の進路競合制約生成部27は、構内作業計画算出部15によって求めた解に進路競合が含まれる場合に、進路競合制約条件を表す制約式を生成する。 Figure 12 is a flowchart illustrating a third function for reducing the computational load in the mobile object work plan creation system 10 according to the first embodiment. The third function causes the path conflict constraint generation unit 27 of the constraint equation generation unit 14 to generate a constraint equation representing the path conflict constraint condition when the solution obtained by the on-site work plan calculation unit 15 includes a path conflict.

図12に示すフローチャートは、移動体作業計画作成システム10が第3の機能により制約式を生成する場合における処理の手順を示す。ステップS11において、移動体作業計画作成システム10は、制約式生成部14により、開始時所在制約条件、移動制約条件、区域競合制約条件、および作業実施制約条件についての各制約式を生成する。制約式生成部14は、ステップS11では、進路競合制約条件を表す制約式を生成しない。制約式生成部14は、開始時所在制約条件、移動制約条件、区域競合制約条件、および作業実施制約条件について生成された各制約式を構内作業計画算出部15へ出力する。 The flowchart shown in Figure 12 shows the processing steps when the mobile object work planning system 10 generates constraint equations using the third function. In step S11, the mobile object work planning system 10 uses the constraint equation generation unit 14 to generate constraint equations for the start location constraint conditions, movement constraint conditions, area conflict constraint conditions, and work execution constraint conditions. In step S11, the constraint equation generation unit 14 does not generate constraint equations representing path conflict constraint conditions. The constraint equation generation unit 14 outputs the generated constraint equations for the start location constraint conditions, movement constraint conditions, area conflict constraint conditions, and work execution constraint conditions to the yard work plan calculation unit 15.

ステップS12において、移動体作業計画作成システム10は、構内作業計画算出部15により、ステップS11にて生成された各制約式を充足し、かつ評価関数を最小化させる解を求める。 In step S12, the mobile work planning system 10, via the on-site work plan calculation unit 15, finds a solution that satisfies each constraint equation generated in step S11 and minimizes the evaluation function.

ステップS13において、移動体作業計画作成システム10は、構内作業計画算出部15により、ステップS12において得られた解に進路競合があるか否かを判断する。進路競合がある場合(ステップS13,Yes)、移動体作業計画作成システム10は、ステップS14へ手順を進める。 In step S13, the mobile object work planning system 10 determines, via the yard work plan calculation unit 15, whether or not there is a path conflict in the solution obtained in step S12. If there is a path conflict (step S13, Yes), the mobile object work planning system 10 proceeds to step S14.

ステップS14において、移動体作業計画作成システム10は、構内作業計画算出部15において、進路競合がある箇所に、進路競合制約条件についての制約式を追加する。構内作業計画算出部15は、求めた解のうち進路競合があった箇所を検出し、検出された箇所についての制約式の生成を進路競合制約生成部27に指示する。進路競合制約生成部27は、指示に従って進路競合制約条件についての制約式を生成する。制約式生成部14は、生成された制約式を構内作業計画算出部15へ出力する。移動体作業計画作成システム10は、進路競合制約条件についての制約式を、ステップS11にて生成された各制約式に追加して、手順をステップS12へ戻す。 In step S14, the mobile object work planning system 10 adds constraint equations for the path conflict constraint conditions to locations where there is path conflict in the yard work plan calculation unit 15. The yard work plan calculation unit 15 detects locations where there is path conflict among the obtained solutions and instructs the path conflict constraint generation unit 27 to generate constraint equations for the detected locations. The path conflict constraint generation unit 27 generates constraint equations for the path conflict constraint conditions in accordance with the instructions. The constraint equation generation unit 14 outputs the generated constraint equations to the yard work plan calculation unit 15. The mobile object work planning system 10 adds constraint equations for the path conflict constraint conditions to each constraint equation generated in step S11, and returns the procedure to step S12.

一方、進路競合がない場合(ステップS13,No)、ステップS15において、移動体作業計画作成システム10は、得られた解である構内作業計画を出力部16により出力する。以上により、移動体作業計画作成システム10は、図12に示す手順による処理を終了する。 On the other hand, if there is no route conflict (step S13, No), in step S15, the mobile object work planning system 10 outputs the obtained solution, the yard work plan, via the output unit 16. With this, the mobile object work planning system 10 ends the processing according to the procedure shown in Figure 12.

移動体作業計画作成システム10は、第3の機能により、求めた解に進路競合があった場合に限り、進路競合があった箇所について進路競合制約条件の制約式を生成する。移動体作業計画作成システム10は、進路競合があった箇所以外については進路競合制約条件の制約式が省略されることによって、当該制約式が省略されない場合と比べて演算負荷を低減できる。移動体作業計画作成システム10は、進路競合があった箇所については進路競合制約条件の制約式を生成することで、進路競合を含まない構内作業計画を作成することができる。これにより、移動体作業計画作成システム10は、演算負荷を低減しつつ、進路競合を含まない構内作業計画を作成することができる。 The mobile body work planning system 10 uses its third function to generate constraint equations for path conflict constraint conditions for locations where path conflict exists only if the obtained solution contains path conflict. By omitting the constraint equations for path conflict constraint conditions for locations other than locations where path conflict exists, the mobile body work planning system 10 can reduce the computational load compared to when these constraint equations are not omitted. By generating constraint equations for path conflict constraint conditions for locations where path conflict exists, the mobile body work planning system 10 can create an on-site work plan that does not include path conflict. This allows the mobile body work planning system 10 to create an on-site work plan that does not include path conflict while reducing the computational load.

移動体作業計画作成システム10は、日単位の構内作業計画を作成する場合において、構内作業計画の対象期間の区切りとする時刻を任意に設定可能であっても良い。図13は、実施の形態1にかかる移動体作業計画作成システム10において対象期間の区切りの時刻を設定する例について示す図である。 When creating a daily yard work plan, the mobile object work planning system 10 may be able to arbitrarily set the time that separates the target period of the yard work plan. Figure 13 is a diagram showing an example of setting the time that separates the target period in the mobile object work planning system 10 according to the first embodiment.

構内作業計画算出部15は、任意に設定された時刻を対象期間の区切りの時刻として、日単位の構内作業計画を算出する。対象期間の区切りの時刻とは、対象期間の始点および対象期間の終点とする時刻である。対象期間の区切りの時刻は、例えば、移動体作業計画作成システム10を操作する操作者による入力操作によって設定される。 The on-site work plan calculation unit 15 calculates a daily on-site work plan using arbitrarily set times as dividing times for the target period. The dividing times for the target period are the times that mark the start and end of the target period. The dividing times for the target period are set, for example, by input operations by the operator operating the mobile work plan creation system 10.

図13の上部には、0時を区切りの時刻とする例を示す。図13の下部には、0時から12時の間におけるある時刻を区切りの時刻とする例を示す。図13では、構内に編成が到着する到着時刻と、構内において編成が留置される期間と、構内から編成が出発する出発時刻とを、実線矢印または一点鎖線矢印によって概念的に表す。また、図13では、対象期間の区切りの時刻を破線により表す。 The upper part of Figure 13 shows an example in which midnight is used as the dividing time. The lower part of Figure 13 shows an example in which a certain time between midnight and 12 noon is used as the dividing time. In Figure 13, the arrival time of the train at the yard, the period during which the train is parked at the yard, and the departure time of the train from the yard are conceptually represented by solid arrows or dash-dot arrows. Also in Figure 13, the dividing times of the target period are represented by dashed lines.

編成の多くは、通常、朝の通勤時間帯において営業運転を開始する。その後、編成ごとに決められた時刻に営業運転を終了し、深夜には編成の多くが車両基地に留置された状態となる。このような事情に対し、対象期間の区切りを一律に0時とした場合、編成の多くが車両基地に存在している時刻が区切りとなる。この場合、編成の多くについて、次の対象期間において編成が出発する際の事情が考慮されずに構内作業計画が作成されることとなる。 Most trains typically begin commercial operation during the morning rush hour. They then end commercial operation at a time determined for each train, and by late at night, many of them are parked in the depot. Given this situation, if the cutoff time for the target period were uniformly set at midnight, the cutoff time would be the time when most of the trains are in the depot. In this case, yard work plans for many of the trains would be created without taking into account the circumstances surrounding the departure of the trains in the next target period.

図13の下部に示す例では、朝の通勤時間帯を過ぎた時刻が区切りの時刻に設定されている。当該区切りの時刻は、多くの編成が車両基地から出発した後であって、かつ、多くの編成が車両基地へ到着する前の時刻である。このように区切りの時刻が設定されることによって、移動体作業計画作成システム10は、編成の多くについて、編成が出発する際の事情が考慮された構内作業計画を作成することができる。 In the example shown at the bottom of Figure 13, the dividing time is set to a time after the morning rush hour. This dividing time is after many trains have departed from the depot and before many of them have arrived at the depot. By setting dividing times in this way, the mobile object work plan creation system 10 can create yard work plans for many of the trains that take into account the circumstances at the time of their departure.

次に、実施の形態1にかかる移動体作業計画作成システム10を実現するハードウェア構成について説明する。図14は、実施の形態1にかかる移動体作業計画作成システム10を実現するハードウェア構成例を示す図である。 Next, we will explain the hardware configuration that realizes the mobile object work plan creation system 10 according to the first embodiment. Figure 14 is a diagram showing an example of the hardware configuration that realizes the mobile object work plan creation system 10 according to the first embodiment.

移動体作業計画作成システム10は、処理回路40を備えるコンピュータシステムにより実現される。処理回路40は、プロセッサ42およびメモリ43を備える。処理回路40は、プロセッサ42がソフトウェアを実行する回路である。 The mobile object operation planning system 10 is realized by a computer system including a processing circuit 40. The processing circuit 40 includes a processor 42 and memory 43. The processing circuit 40 is a circuit on which the processor 42 executes software.

入力部41は、外部から入力されたデータを受信してプロセッサ42に与えるインターフェース回路である。出力部44は、プロセッサ42またはメモリ43からのデータを外部に送るインターフェース回路である。移動体作業計画作成システム10は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ43に格納される。処理回路40では、メモリ43に記憶されたプログラムである移動体作業計画作成プログラムをプロセッサ42が読み出して実行することにより、移動体作業計画作成システム10の機能を実現する。すなわち、処理回路40は、移動体作業計画作成システム10の処理が結果的に実行されることになる移動体作業計画作成プログラムを格納するためのメモリ43を備える。メモリ43に記憶された移動体作業計画作成プログラムは、移動体作業計画作成システム10の手順および方法をコンピュータに実行させるものともいえる。 The input unit 41 is an interface circuit that receives data input from the outside and provides it to the processor 42. The output unit 44 is an interface circuit that sends data from the processor 42 or memory 43 to the outside. The mobile object work planning system 10 is realized by software, firmware, or a combination of software and firmware. The software or firmware is written as a program and stored in the memory 43. In the processing circuit 40, the processor 42 reads and executes the mobile object work planning program stored in the memory 43, thereby realizing the functions of the mobile object work planning system 10. In other words, the processing circuit 40 has memory 43 for storing the mobile object work planning program that results in the processing of the mobile object work planning system 10. The mobile object work planning program stored in the memory 43 can also be said to cause a computer to execute the procedures and methods of the mobile object work planning system 10.

プロセッサ42は、CPU(Central Processing Unit)、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、またはDSP(Digital Signal Processor)である。メモリ43は、例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、EEPROM(登録商標)(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスクまたはDVD(Digital Versatile Disc)等が該当する。 The processor 42 is a CPU (Central Processing Unit), processing unit, arithmetic unit, microprocessor, microcomputer, processor, or DSP (Digital Signal Processor). The memory 43 is, for example, a non-volatile or volatile semiconductor memory such as RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), flash memory, EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), or EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), a magnetic disk, a flexible disk, an optical disk, a compact disk, a minidisk, or a DVD (Digital Versatile Disc).

なお、メモリ43に格納される移動体作業計画作成プログラムは、例えば、CD(Compact Disc)-ROM、DVD(Digital Versatile Disc)-ROMなどの記憶媒体に書き込まれた状態で提供される形態でも良く、通信回線を介して提供される形態でも良い。 The mobile object operation plan creation program stored in memory 43 may be provided in a form written to a storage medium such as a CD (Compact Disc)-ROM or a DVD (Digital Versatile Disc)-ROM, or may be provided via a communication line.

移動体作業計画作成システム10は、1つの装置で構成可能である。移動体作業計画作成システム10は、互いに異なる位置に配置された2以上の装置で構成されても良い。この場合、2以上の装置の各々は、例えば、図14に示すハードウェア構成により実現される。2以上の装置は、互いに通信可能に接続される。移動体作業計画作成システム10は、2以上のサーバ装置で構成されても良い。例えば、移動体作業計画作成システム10は、処理サーバとデータサーバとで構成されても良い。 The mobile object work planning system 10 can be configured as a single device. The mobile object work planning system 10 may also be configured as two or more devices located in different locations. In this case, each of the two or more devices is realized, for example, by the hardware configuration shown in FIG. 14. The two or more devices are connected to each other so that they can communicate with each other. The mobile object work planning system 10 may also be configured as two or more server devices. For example, the mobile object work planning system 10 may be configured as a processing server and a data server.

実施の形態1によると、移動体作業計画作成システム10は、発着時刻情報と作業予定情報とを取得する取得部13と、各移動体の移動または複数の区域における各移動体の配置についての制約条件を表す制約式を発着時刻情報と作業予定情報とに基づいて生成する制約式生成部14と、制約式を充足する解であって、各移動体の移動についてあらかじめ設定された評価関数に基づいた解を求めることによって、構内作業計画を算出する構内作業計画算出部15とを備える。移動体作業計画作成システム10は、制約式生成部14によって制約式を生成し、制約式および評価関数に基づいて構内作業計画を算出することによって、構内作業計画の条件または構内の構造に関わらず、構内作業計画を作成することができる。移動体作業計画作成システム10は、評価関数に基づいた解を求めることによって、より効率的な構内作業計画を得ることが可能となる。以上により、移動体作業計画作成システム10は、構内作業計画の条件または構内の構造によらず構内作業計画を作成でき、かつより効率的な構内作業計画を得ることができるという効果を奏する。 According to embodiment 1, the mobile object work planning system 10 includes an acquisition unit 13 that acquires arrival and departure time information and work schedule information; a constraint equation generation unit 14 that generates constraint equations representing constraint conditions on the movement of each mobile object or the placement of each mobile object in multiple areas based on the arrival and departure time information and the work schedule information; and an on-site work plan calculation unit 15 that calculates an on-site work plan by finding a solution that satisfies the constraint equation and is based on a predetermined evaluation function for the movement of each mobile object. The mobile object work planning system 10 generates constraint equations using the constraint equation generation unit 14 and calculates an on-site work plan based on the constraint equations and the evaluation function, thereby creating an on-site work plan regardless of the on-site work plan conditions or the on-site structure. By finding a solution based on the evaluation function, the mobile object work planning system 10 can obtain a more efficient on-site work plan. As described above, the mobile object work planning system 10 achieves the effect of being able to create an on-site work plan regardless of the on-site work plan conditions or the on-site structure, and to obtain a more efficient on-site work plan.

なお、構内作業計画を作成する対象である施設は、車両基地以外の施設、例えば駅などであっても良い。移動体作業計画作成システム10は、鉄道車両の編成以外の移動体についての構内作業計画を作成しても良い。 The facility for which the yard work plan is created may be a facility other than a railroad depot, such as a station. The mobile object work plan creation system 10 may also create yard work plans for mobile objects other than railway vehicle formations.

以上の実施の形態に示した構成は、本開示の内容の一例を示すものである。実施の形態の構成は、別の公知の技術と組み合わせることが可能である。本開示の要旨を逸脱しない範囲で、実施の形態の構成の一部を省略または変更することが可能である。 The configurations described in the above embodiments are examples of the contents of this disclosure. The configurations of the embodiments may be combined with other known technologies. Parts of the configurations of the embodiments may be omitted or modified without departing from the spirit of this disclosure.

以下、本開示の諸態様を付記としてまとめて記載する。 The various aspects of this disclosure are summarized below as appendices.

(付記1)
移動体が留置される留置区と前記移動体に対する作業を実施する作業区とを含む複数の区域を有する施設の構内における複数の前記移動体の各々の移動および前記作業のスケジュールである構内作業計画を作成する移動体作業計画作成システムであって、
各前記移動体が前記構内へ入る時刻である到着時刻と各前記移動体が前記構内から出る時刻である出発時刻とを示す発着時刻情報と、各前記移動体についての前記作業の予定を示す作業予定情報とを取得する取得部と、
複数の前記区域に含まれる区域同士の間における各前記移動体の移動または複数の前記区域における各前記移動体の配置についての制約条件を表す制約式を前記発着時刻情報と前記作業予定情報とに基づいて生成する制約式生成部と、
前記制約式を充足する解であって、各前記移動体の移動についてあらかじめ設定された評価関数に基づいた解を求めることによって、前記構内作業計画を算出する構内作業計画算出部と、
を備えることを特徴とする移動体作業計画作成システム。
(付記2)
前記制約式生成部は、前記構内作業計画の対象期間の始点にて前記移動体が存在する前記区域によって決まる前記制約条件を表す前記制約式を生成する開始時所在制約生成部を有することを特徴とする付記1に記載の移動体作業計画作成システム。
(付記3)
前記制約式生成部は、各前記区域について、前記区域への前記移動体の進入と前記区域からの前記移動体の退出との組合せについての前記制約条件を表す前記制約式を生成する移動制約生成部を有することを特徴とする付記1または2に記載の移動体作業計画作成システム。
(付記4)
前記制約式生成部は、2以上の前記移動体が同じ期間において同じ前記区域に存在する区域競合についての前記制約条件を表す前記制約式を生成する区域競合制約生成部を有することを特徴とする付記1から3のいずれか1つに記載の移動体作業計画作成システム。
(付記5)
前記制約式生成部は、前記作業予定情報に示される前記作業を各前記移動体に対して実施することについての前記制約条件を表す前記制約式を生成する作業実施制約生成部を有することを特徴とする付記1から4のいずれか1つに記載の移動体作業計画作成システム。
(付記6)
前記制約式生成部は、2以上の前記移動体が同じ期間において同じ進路に進入する進路競合についての前記制約条件を表す前記制約式を生成する進路競合制約生成部を有することを特徴とする付記1から5のいずれか1つに記載の移動体作業計画作成システム。
(付記7)
各前記区域を表す第1軸と時刻を表す第2軸とを含む平面を想定するとして、各前記区域についてある時間間隔で刻まれた時刻ごとに配置されるノードとノード同士を結ぶリンクとを有するグラフを各前記移動体について生成するグラフ生成部を備え、
前記構内作業計画算出部は、前記リンクを決定変数として、前記制約式を充足しかつ前記評価関数を最小化させる前記決定変数を解として求めることを特徴とする付記1から6のいずれか1つに記載の移動体作業計画作成システム。
(付記8)
前記評価関数は、各前記移動体の前記区域同士の間における移動の回数を表すことを特徴とする付記7に記載の移動体作業計画作成システム。
(付記9)
前記制約式生成部は、各前記移動体について、前記出発時刻から次の前記到着時刻までの期間における前記ノードおよび前記リンクを省略して前記制約式を生成することを特徴とする付記7または8に記載の移動体作業計画作成システム。
(付記10)
前記制約式生成部は、各前記移動体について、前記出発時刻までの一定期間と、前記到着時刻からの一定期間と、前記作業が行われる期間の開始時刻までの一定期間と、前記作業が行われる期間の終了時刻までの一定期間とのうちの少なくとも1つを除いた期間における前記ノードおよび前記リンクを省略して前記制約式を生成することを特徴とする付記7から9のいずれか1つに記載の移動体作業計画作成システム。
(付記11)
前記構内作業計画算出部によって求めた解に、2以上の前記移動体が同じ期間において同じ進路に進入する進路競合が含まれる場合に、前記進路競合が生じる進路についての前記制約条件を表す前記制約式を生成する進路競合制約生成部を備え、
前記構内作業計画算出部は、前記進路競合制約生成部によって生成された前記制約式を充足する解を求めることを特徴とする付記1から5のいずれか1つに記載の移動体作業計画作成システム。
(付記12)
前記構内作業計画算出部は、任意に設定された時刻を前記構内作業計画の対象期間の区切りの時刻として、日単位の前記構内作業計画を算出することを特徴とする付記1から11のいずれか1つに記載の移動体作業計画作成システム。
(付記13)
移動体が留置される留置区と前記移動体に対する作業を実施する作業区とを含む複数の区域を有する施設の構内における複数の前記移動体の各々の移動および前記作業のスケジュールである構内作業計画を移動体作業計画作成システムによって作成する移動体作業計画作成方法であって、
各前記移動体が前記構内へ入る時刻である到着時刻と各前記移動体が前記構内から出る時刻である出発時刻とを示す発着時刻情報と、各前記移動体についての前記作業の予定を示す作業予定情報とを取得するステップと、
複数の前記区域に含まれる区域同士の間における各前記移動体の移動または複数の前記区域における各前記移動体の配置についての制約を表す制約式を前記発着時刻情報と前記作業予定情報とに基づいて生成するステップと、
前記制約式を充足する解であって、各前記移動体の移動についてあらかじめ設定された評価関数に基づいた解を求めることによって、前記構内作業計画を算出するステップと、
を含むことを特徴とする移動体作業計画作成方法。
(付記14)
移動体が留置される留置区と前記移動体に対する作業を実施する作業区とを含む複数の区域を有する施設の構内へ複数の移動体の各々が入る時刻である到着時刻と各前記移動体が前記構内から出る時刻である出発時刻とを示す発着時刻情報と、各前記移動体についての前記作業の予定を示す作業予定情報とを取得するステップと、
複数の前記区域に含まれる区域同士の間における各前記移動体の移動または複数の前記区域における各前記移動体の配置についての制約を表す制約式を前記発着時刻情報と前記作業予定情報とに基づいて生成するステップと、
前記制約式を充足する解であって、各前記移動体の移動についてあらかじめ設定された評価関数に基づいた解を求めることによって、前記構内における各前記移動体の移動および前記作業のスケジュールである構内作業計画を算出するステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とする移動体作業計画作成プログラム。
(Appendix 1)
A mobile object work plan creation system that creates an on-site work plan, which is a schedule for the movement and work of each of a plurality of mobile objects within a facility having a plurality of areas including a storage area where the mobile objects are stored and a work area where work is performed on the mobile objects, comprising:
an acquisition unit that acquires arrival and departure time information indicating an arrival time, which is the time when each of the moving objects enters the premises, and a departure time, which is the time when each of the moving objects leaves the premises, and work schedule information indicating a schedule of the work for each of the moving objects;
a constraint equation generation unit that generates a constraint equation representing a constraint condition on the movement of each of the moving objects between the areas included in the plurality of areas or on the placement of each of the moving objects in the plurality of areas based on the departure and arrival time information and the work schedule information;
an on-site work plan calculation unit that calculates the on-site work plan by finding a solution that satisfies the constraint equation, the solution being based on a preset evaluation function for the movement of each of the moving objects;
A mobile object work plan creation system comprising:
(Appendix 2)
The mobile body work plan creation system described in Appendix 1 is characterized in that the constraint equation generation unit has a start-time location constraint generation unit that generates the constraint equation representing the constraint condition determined by the area in which the mobile body is located at the start of the target period of the yard work plan.
(Appendix 3)
The mobile body work planning system described in Appendix 1 or 2, characterized in that the constraint equation generation unit has a movement constraint generation unit that generates, for each of the areas, the constraint equation that represents the constraint condition regarding the combination of the moving body's entry into the area and the moving body's exit from the area.
(Appendix 4)
The mobile object work planning system according to any one of appendices 1 to 3, wherein the constraint equation generation unit has an area conflict constraint generation unit that generates the constraint equation representing the constraint condition regarding area conflicts in which two or more of the mobile objects are present in the same area during the same period.
(Appendix 5)
A mobile body work planning system described in any one of Appendices 1 to 4, characterized in that the constraint equation generation unit has a work execution constraint generation unit that generates the constraint equation representing the constraint conditions for performing the work indicated in the work schedule information on each mobile body.
(Appendix 6)
The mobile object work plan creation system according to any one of appendices 1 to 5, wherein the constraint equation generation unit includes a path conflict constraint generation unit that generates the constraint equation representing the constraint condition regarding path conflict in which two or more of the mobile objects enter the same path in the same period.
(Appendix 7)
a graph generation unit that generates, for each of the moving bodies, a graph having nodes arranged for each time interval for each of the zones and links connecting the nodes, assuming a plane including a first axis representing each of the zones and a second axis representing time;
The mobile object work plan creation system described in any one of appendices 1 to 6, wherein the on-site work plan calculation unit uses the links as decision variables and obtains, as a solution, the decision variables that satisfy the constraint equations and minimize the evaluation function.
(Appendix 8)
8. The mobile body work plan creation system according to claim 7, wherein the evaluation function represents the number of movements of each of the mobile bodies between the areas.
(Appendix 9)
The mobile body work planning system described in Appendix 7 or 8, characterized in that the constraint equation generation unit generates the constraint equation for each mobile body by omitting the nodes and links in the period from the departure time to the next arrival time.
(Appendix 10)
The mobile body work plan creation system described in any one of Appendices 7 to 9, characterized in that the constraint equation generation unit generates the constraint equation for each mobile body by omitting the nodes and links in a period excluding at least one of a fixed period until the departure time, a fixed period from the arrival time, a fixed period until the start time of the period in which the work is performed, and a fixed period until the end time of the period in which the work is performed.
(Appendix 11)
a route conflict constraint generation unit that generates the constraint equation representing the constraint condition for routes that cause route conflict when a solution obtained by the on-site work plan calculation unit includes route conflicts in which two or more of the moving bodies enter the same route in the same period,
6. A mobile object work plan creation system according to any one of appendices 1 to 5, wherein the on-site work plan calculation unit finds a solution that satisfies the constraint equations generated by the path conflict constraint generation unit.
(Appendix 12)
A mobile work plan creation system described in any one of Appendices 1 to 11, characterized in that the on-site work plan calculation unit calculates the on-site work plan on a daily basis by using an arbitrarily set time as the dividing point of the target period of the on-site work plan.
(Appendix 13)
A mobile object work plan creation method for creating, by a mobile object work plan creation system, an on-site work plan which is a schedule for the movement of and work on each of a plurality of mobile objects within a facility having a plurality of areas including a storage area where the mobile objects are stored and a work area where work is performed on the mobile objects, the method comprising:
acquiring arrival and departure time information indicating an arrival time, which is the time when each of the mobile objects enters the premises, and a departure time, which is the time when each of the mobile objects leaves the premises, and work schedule information indicating a schedule of the work for each of the mobile objects;
generating a constraint equation representing a constraint on movement of each of the moving objects between the plurality of areas or on the location of each of the moving objects in the plurality of areas based on the departure and arrival time information and the work schedule information;
calculating the yard work plan by finding a solution that satisfies the constraint equation and is based on a preset evaluation function for the movement of each of the moving objects;
A mobile object operation plan creation method comprising:
(Appendix 14)
acquiring arrival and departure time information indicating an arrival time, which is the time when each of a plurality of moving objects enters a facility having a plurality of areas including a storage area where moving objects are stored and a work area where work is performed on the moving objects, and a departure time, which is the time when each of the moving objects leaves the facility, and work schedule information indicating a schedule for the work on each of the moving objects;
generating a constraint equation representing a constraint on movement of each of the moving objects between the plurality of areas or on the location of each of the moving objects in the plurality of areas based on the departure and arrival time information and the work schedule information;
a step of calculating a yard work plan, which is a schedule of the movements of each of the mobile objects within the yard and the work, by finding a solution that satisfies the constraint equation and is based on a preset evaluation function for the movement of each of the mobile objects;
A mobile object operation plan creation program that causes a computer to execute the above.

10 移動体作業計画作成システム、11,41 入力部、12 グラフ生成部、13 取得部、14 制約式生成部、15 構内作業計画算出部、16,44 出力部、21 発着時刻情報取得部、22 作業予定情報取得部、23 開始時所在制約生成部、24 移動制約生成部、25 区域競合制約生成部、26 作業実施制約生成部、27 進路競合制約生成部、30,31,32,33,34 楕円、40 処理回路、42 プロセッサ、43 メモリ。 10 Mobile object work planning system, 11, 41 Input unit, 12 Graph generation unit, 13 Acquisition unit, 14 Constraint equation generation unit, 15 On-site work plan calculation unit, 16, 44 Output unit, 21 Arrival/departure time information acquisition unit, 22 Work schedule information acquisition unit, 23 Start time location constraint generation unit, 24 Movement constraint generation unit, 25 Area conflict constraint generation unit, 26 Work execution constraint generation unit, 27 Path conflict constraint generation unit, 30, 31, 32, 33, 34 Ellipse, 40 Processing circuit, 42 Processor, 43 Memory.

Claims (13)

移動体が留置される留置区と前記移動体に対する作業を実施する作業区とを含む複数の区域を有する施設の構内における複数の前記移動体の各々の移動および前記作業のスケジュールである構内作業計画を作成する移動体作業計画作成システムであって、
各前記移動体が前記構内へ入る時刻である到着時刻と各前記移動体が前記構内から出る時刻である出発時刻とを示す発着時刻情報と、各前記移動体についての前記作業の予定を示す作業予定情報とを取得する取得部と、
各前記区域を表す第1軸と時刻を表す第2軸とを含む平面を想定するとして、各前記区域についてある時間間隔で刻まれた時刻ごとに配置されるノードとノード同士を結ぶリンクとを有するグラフを、前記施設の構成を示す情報を基に、各前記移動体について生成するグラフ生成部と、
複数の前記区域に含まれる区域同士の間における各前記移動体の移動または複数の前記区域における各前記移動体の配置についての制約条件を表す制約式を、生成された前記グラフと前記発着時刻情報と前記作業予定情報とに基づいて生成する制約式生成部と、
前記制約式を充足する解であって、各前記移動体の移動についてあらかじめ設定された評価関数に基づいた解を求めることによって、前記構内作業計画を算出する構内作業計画算出部と、
を備え
前記グラフ生成部は、前記移動体の移動が可能であるノード間をつないだ前記リンクと、前記区域に前記移動体がとどまることを示す前記リンクとを含む複数の前記リンクを有する前記グラフを前記移動体ごとに生成し、
前記構内作業計画算出部は、前記グラフに含まれる前記リンクを決定変数として、前記制約式を充足しかつ前記評価関数を最小化させる前記決定変数を解として求めることを特徴とする移動体作業計画作成システム。
A mobile object work plan creation system that creates an on-site work plan, which is a schedule for the movement and work of each of a plurality of mobile objects within a facility having a plurality of areas including a storage area where the mobile objects are stored and a work area where work is performed on the mobile objects, comprising:
an acquisition unit that acquires arrival and departure time information indicating an arrival time, which is the time when each of the moving objects enters the premises, and a departure time, which is the time when each of the moving objects leaves the premises, and work schedule information indicating a schedule of the work for each of the moving objects;
a graph generation unit that generates, for each of the moving objects, a graph having nodes arranged for each time interval for each of the areas and links connecting the nodes, assuming a plane including a first axis representing each of the areas and a second axis representing time, based on information indicating the configuration of the facility;
a constraint equation generation unit that generates a constraint equation representing a constraint condition on the movement of each of the moving objects between the areas included in the plurality of areas or on the placement of each of the moving objects in the plurality of areas based on the generated graph, the departure and arrival time information, and the work schedule information;
an on-site work plan calculation unit that calculates the on-site work plan by finding a solution that satisfies the constraint equation, the solution being based on a preset evaluation function for the movement of each of the moving objects;
Equipped with
the graph generation unit generates, for each of the moving objects, the graph having a plurality of links including the links connecting nodes through which the moving objects can move and the links indicating that the moving objects will stay in the area;
The mobile object work plan creation system is characterized in that the on-site work plan calculation unit uses the links included in the graph as decision variables and finds, as a solution, the decision variables that satisfy the constraint equations and minimize the evaluation function .
前記制約式生成部は、前記構内作業計画の対象期間の始点にて前記移動体が存在する前記区域によって決まる前記制約条件を表す前記制約式を生成する開始時所在制約生成部を有することを特徴とする請求項1に記載の移動体作業計画作成システム。 The mobile object work plan creation system of claim 1, characterized in that the constraint equation generation unit includes a start-time location constraint generation unit that generates the constraint equation representing the constraint condition determined by the area in which the mobile object is located at the start of the target period of the on-site work plan. 前記制約式生成部は、各前記区域について、前記区域への前記移動体の進入と前記区域からの前記移動体の退出との組合せについての前記制約条件を表す前記制約式を生成する移動制約生成部を有することを特徴とする請求項1に記載の移動体作業計画作成システム。 The mobile object work planning system of claim 1, characterized in that the constraint equation generation unit includes a movement constraint generation unit that generates, for each area, the constraint equation representing the constraint condition regarding the combination of the mobile object's entry into the area and the mobile object's exit from the area. 前記制約式生成部は、2以上の前記移動体が同じ期間において同じ前記区域に存在する区域競合についての前記制約条件を表す前記制約式を生成する区域競合制約生成部を有することを特徴とする請求項1に記載の移動体作業計画作成システム。 The mobile object work planning system of claim 1, characterized in that the constraint equation generation unit includes an area conflict constraint generation unit that generates the constraint equation representing the constraint condition regarding area conflict when two or more of the mobile objects are present in the same area during the same period. 前記制約式生成部は、前記作業予定情報に示される前記作業を各前記移動体に対して実施することについての前記制約条件を表す前記制約式を生成する作業実施制約生成部を有することを特徴とする請求項1に記載の移動体作業計画作成システム。 The mobile body work planning system described in claim 1, characterized in that the constraint equation generation unit includes a work execution constraint generation unit that generates the constraint equation representing the constraint conditions for performing the work indicated in the work schedule information on each mobile body. 前記制約式生成部は、2以上の前記移動体が同じ期間において同じ進路に進入する進路競合についての前記制約条件を表す前記制約式を生成する進路競合制約生成部を有することを特徴とする請求項1に記載の移動体作業計画作成システム。 The mobile object work planning system described in claim 1, characterized in that the constraint equation generation unit includes a path conflict constraint generation unit that generates the constraint equation representing the constraint condition regarding path conflict in which two or more mobile objects enter the same path during the same period. 前記評価関数は、各前記移動体の前記区域同士の間における移動の回数を表すことを特徴とする請求項に記載の移動体作業計画作成システム。 2. The mobile body operation plan creation system according to claim 1 , wherein the evaluation function represents the number of movements of each of the mobile bodies between the areas. 前記制約式生成部は、各前記移動体について、前記出発時刻から次の前記到着時刻までの期間における前記ノードおよび前記リンクを省略して前記制約式を生成することを特徴とする請求項に記載の移動体作業計画作成システム。 The mobile body work plan creation system according to claim 1 , characterized in that the constraint equation generation unit generates the constraint equation for each mobile body by omitting the nodes and links in the period from the departure time to the next arrival time. 前記制約式生成部は、各前記移動体について、前記出発時刻までの一定期間と、前記到着時刻からの一定期間と、前記作業が行われる期間の開始時刻までの一定期間と、前記作業が行われる期間の終了時刻までの一定期間とのうちの少なくとも1つを除いた期間における前記ノードおよび前記リンクを省略して前記制約式を生成することを特徴とする請求項に記載の移動体作業計画作成システム。 The mobile body work planning system of claim 1, characterized in that the constraint equation generation unit generates the constraint equation for each mobile body by omitting the nodes and links for periods excluding at least one of a certain period until the departure time, a certain period from the arrival time, a certain period until the start time of the period in which the work is performed, and a certain period until the end time of the period in which the work is performed. 前記構内作業計画算出部によって求めた解に、2以上の前記移動体が同じ期間において同じ進路に進入する進路競合が含まれる場合に、前記進路競合が生じる進路についての前記制約条件を表す前記制約式を生成する進路競合制約生成部を備え、
前記構内作業計画算出部は、前記進路競合制約生成部によって生成された前記制約式を充足する解を求めることを特徴とする請求項1から5のいずれか1つに記載の移動体作業計画作成システム。
a route conflict constraint generation unit that generates the constraint equation representing the constraint condition for a route in which the route conflict occurs when the solution obtained by the on-site work plan calculation unit includes a route conflict in which two or more of the moving bodies enter the same route in the same period,
6. The mobile object work plan creation system according to claim 1, wherein the on-site work plan calculation unit finds a solution that satisfies the constraint equations generated by the path conflict constraint generation unit.
前記構内作業計画算出部は、任意に設定された時刻を前記構内作業計画の対象期間の区切りの時刻として、日単位の前記構内作業計画を算出することを特徴とする請求項1から6のいずれか1つに記載の移動体作業計画作成システム。 A mobile object work plan creation system as described in any one of claims 1 to 6, characterized in that the on-site work plan calculation unit calculates the on-site work plan on a daily basis, using arbitrarily set times as dividing times for the target period of the on-site work plan. 移動体が留置される留置区と前記移動体に対する作業を実施する作業区とを含む複数の区域を有する施設の構内における複数の前記移動体の各々の移動および前記作業のスケジュールである構内作業計画を移動体作業計画作成システムによって作成する移動体作業計画作成方法であって、
各前記移動体が前記構内へ入る時刻である到着時刻と各前記移動体が前記構内から出る時刻である出発時刻とを示す発着時刻情報と、各前記移動体についての前記作業の予定を示す作業予定情報とを取得するステップと、
各前記区域を表す第1軸と時刻を表す第2軸とを含む平面を想定するとして、各前記区域についてある時間間隔で刻まれた時刻ごとに配置されるノードとノード同士を結ぶリンクとを有するグラフを、前記施設の構成を示す情報を基に、各前記移動体について生成するステップと、
複数の前記区域に含まれる区域同士の間における各前記移動体の移動または複数の前記区域における各前記移動体の配置についての制約条件を表す制約式を、生成された前記グラフと前記発着時刻情報と前記作業予定情報とに基づいて生成するステップと、
前記制約式を充足する解であって、各前記移動体の移動についてあらかじめ設定された評価関数に基づいた解を求めることによって、前記構内作業計画を算出するステップと、
を含み、
前記グラフを生成する前記ステップでは、前記移動体の移動が可能であるノード間をつないだ前記リンクと、前記区域に前記移動体がとどまることを示す前記リンクとを含む複数の前記リンクを有する前記グラフを前記移動体ごとに生成し、
前記構内作業計画を算出する前記ステップでは、前記グラフに含まれる前記リンクを決定変数として、前記制約式を充足しかつ前記評価関数を最小化させる前記決定変数を解として求めることを特徴とする移動体作業計画作成方法。
A mobile object work plan creation method for creating, by a mobile object work plan creation system, an on-site work plan which is a schedule for the movement of and work on each of a plurality of mobile objects within a facility having a plurality of areas including a storage area where the mobile objects are stored and a work area where work is performed on the mobile objects, the method comprising:
acquiring arrival and departure time information indicating an arrival time, which is the time when each of the mobile objects enters the premises, and a departure time, which is the time when each of the mobile objects leaves the premises, and work schedule information indicating a schedule of the work for each of the mobile objects;
generating, for each of the moving objects, a graph having nodes arranged for each time interval for each of the areas and links connecting the nodes, based on information indicating the configuration of the facility, on the assumption that the graph includes a plane including a first axis representing each of the areas and a second axis representing time;
generating a constraint equation representing a constraint condition on the movement of each of the moving objects between the areas included in the plurality of areas or on the placement of each of the moving objects in the plurality of areas based on the generated graph, the departure and arrival time information, and the work schedule information;
calculating the yard work plan by finding a solution that satisfies the constraint equation and is based on a preset evaluation function for the movement of each of the moving objects;
Including,
In the step of generating the graph, the graph is generated for each moving object, the graph having a plurality of links including the links connecting nodes through which the moving object can move and the links indicating that the moving object will stay in the area;
a step of calculating the on-site work plan, the step of calculating the on-site work plan includes determining, as a solution, the link included in the graph as a decision variable, and determining, as a solution, the decision variable that satisfies the constraint equation and minimizes the evaluation function .
移動体が留置される留置区と前記移動体に対する作業を実施する作業区とを含む複数の区域を有する施設の構内へ複数の移動体の各々が入る時刻である到着時刻と各前記移動体が前記構内から出る時刻である出発時刻とを示す発着時刻情報と、各前記移動体についての前記作業の予定を示す作業予定情報とを取得するステップと、
各前記区域を表す第1軸と時刻を表す第2軸とを含む平面を想定するとして、各前記区域についてある時間間隔で刻まれた時刻ごとに配置されるノードとノード同士を結ぶリンクとを有するグラフを、前記施設の構成を示す情報を基に、各前記移動体について生成するステップと、
複数の前記区域に含まれる区域同士の間における各前記移動体の移動または複数の前記区域における各前記移動体の配置についての制約条件を表す制約式を、生成された前記グラフと前記発着時刻情報と前記作業予定情報とに基づいて生成するステップと、
前記制約式を充足する解であって、各前記移動体の移動についてあらかじめ設定された評価関数に基づいた解を求めることによって、前記構内における各前記移動体の移動および前記作業のスケジュールである構内作業計画を算出するステップと、
をコンピュータに実行させ
前記グラフを生成する前記ステップでは、前記移動体の移動が可能であるノード間をつないだ前記リンクと、前記区域に前記移動体がとどまることを示す前記リンクとを含む複数の前記リンクを有する前記グラフを前記移動体ごとに生成し、
前記構内作業計画を算出する前記ステップでは、前記グラフに含まれる前記リンクを決定変数として、前記制約式を充足しかつ前記評価関数を最小化させる前記決定変数を解として求めることを特徴とする移動体作業計画作成プログラム。
acquiring arrival and departure time information indicating an arrival time, which is the time when each of a plurality of moving objects enters a facility having a plurality of areas including a storage area where moving objects are stored and a work area where work is performed on the moving objects, and a departure time, which is the time when each of the moving objects leaves the facility, and work schedule information indicating a schedule for the work on each of the moving objects;
generating, for each of the moving objects, a graph having nodes arranged for each time interval for each of the areas and links connecting the nodes, based on information indicating the configuration of the facility, on the assumption that the graph includes a plane including a first axis representing each of the areas and a second axis representing time;
generating a constraint equation representing a constraint condition on the movement of each of the moving objects between the areas included in the plurality of areas or on the placement of each of the moving objects in the plurality of areas based on the generated graph, the departure and arrival time information, and the work schedule information;
a step of calculating a yard work plan, which is a schedule of the movements of each of the mobile objects within the yard and the work, by finding a solution that satisfies the constraint equation and is based on a preset evaluation function for the movement of each of the mobile objects;
on the computer ,
In the step of generating the graph, the graph is generated for each moving object, the graph having a plurality of links including the links connecting nodes through which the moving object can move and the links indicating that the moving object will stay in the area;
A mobile object work plan creation program characterized in that, in the step of calculating the on-site work plan, the links included in the graph are used as decision variables, and the decision variables that satisfy the constraint equations and minimize the evaluation function are found as solutions .
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