事例紹介

鉄道システムにおける計画・運用・制御問題に対する問題解決の事例を紹介する

・列車群制御・列車自動運転・列車順序決定・列車運行シミュレーション・運転整理・車両運用・乗務員運用

列車群制御

AB

C

A

Ｂ

Ｃ

駅 駅

列車 遅延

・遅延増大現象

・ダンゴ運転

＜遅延増大現象＞

列車群制御

遅延の発生

遅延列車への乗客集中 乗降時間の増加

遅延の増大

制御理論・・・・最適制御（離散型線形レギュ

レータ）

分散制御－－自律分散システム

対応策：前後の列車間隔の調整

　　制御

「与えられた目的を達成するために、適当な入力　　を加えることにより対象システムを操作する。」

ｘ t+1 ＝Ａｘ t ＋Ｂｕ t

コントローラ

ｘ tｕ t

制御対象

列車自動運転安信誠二：第 4 章交通システムへの応用，電気学会雑誌ー小特集ニューロおよびファジイ技術の応用， Vol.111,No.1(1991)

駅

１

２

３

４

５

時間列車

列車順序決定

列車順序変更

問題の規模と解空間の大きさ

　駅数：１０　　　列車数：１０（各停５、急行５）

　　決定変数：Ｘ ie 　の数　４０（＝８ × ５）　　解空間の大きさ：２ ４０ ≒ １０１２ （１兆）

　駅数：１２　　　列車数：１６（各停８、急行８）　　決定変数：Ｘ ie 　　８０（＝１０ × ８）　　解空間：　　２ ８０ ≒ １０２４ （１兆 × １兆）

解の探索－列挙木－

解法：分枝限定法による解空間の探索

１

aij ： j 列車の i 駅への到着時刻dij ： j 列車の i 駅の出発時刻

最適解の例

列車運行シミュレーション

＜シミュレーション方式＞• 連続型シミュレーション　　　　　実際の列車走行• 離散型シミュレーション　　－＞　イベントシミュレーション　　　　　列車の駅着発単位

駅

１

２

３

４

５

時間初期時刻

イベントシミュレーション

初期状態設定

処理可能イベントの登録 イベントリ

スト

最も早く生成するイベントを選択

　状態更新

列車運行のネットワークモデル

運転整理支援システム

１．対話型シミュレーション　　列車運行予測シミュレーションによる　運転指令員の支援。

２．エキスパートシステム・運転指令員の知識を計算機に導入。・計算機による整理案の自動作成

車両運用計画

列車１

列車２

列車３

列車４

列車５駅 B

駅 C

駅 C 駅 A 駅 B 駅 B

駅 B 駅 B 駅 A 駅 C

　最小費用循環流モデル

乗務員運用計画

集合被覆問題

問題解決アプローチ

曽根悟：特集にあたって，電気学会誌ー特集鉄道における情報処理技術の現状と今後 ,Vol.124,No.5(2004)

中村達也、井原恭平：運行管理システムの現状と課題，電気学会誌ー特集鉄道における情報処理技術の現状と今後 ,Vol.124,No.5(2004)