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
駅
駅
A
列車
B
A
遅延
Ｂ
C
・遅延増大現象
・ダンゴ運転
Ｃ
列車群制御
＜遅延増大現象＞
遅延の発生
遅延列車への乗客集中
遅延の増大
乗降時間の増加
対応策：前後の列車間隔の調整
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
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。」
制御対象
ｕt
ｘt+1＝Ａｘt＋Ｂｕt
コントローラ
ｘt
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)
列車順序決定
駅
５
４
３
２
１
列車
時間
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：Ｘie 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：Ｘie ８０（＝１０×８）
解空間： ２ ８０ ≒ １０２４ （１兆×１兆）
解の探索－列挙木－
１
解法：分枝限定法による解空間の探索
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
イベントシミュレーション
駅
５
４
３
２
１
初期時刻
時間
初期状態設定
処理可能イベ
ントの登録
イベントリスト
状態更新
最も早く生成する
イベントを選択
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
最小費用循環流モデル
列車１ 列車２ 列車３ 列車４ 列車５
駅B
駅C
駅A
駅B
駅B
駅C
駅B
駅B
駅A
駅C
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)