JPH1120698A - 乗務員運用装置及びその制御プログラムを格納した記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 乗務員運用表の作成や変更を人手に頼らずに
正確かつ迅速に遂行し得る乗務員運用装置の提供。 【解決手段】 この乗務員運用装置は、運用対象の乗務
員の氏名並びにその乗務員が乗務する列車・行路・日付
を含む乗務データを入力する初期入力部１１と、この初
期入力部に入力された乗務データを記憶するデータ記憶
部１２と、行路に乗務員を割当てるためにグラフカラー
リング手法による割当てルールを記憶したルール記憶部
１３と、データ記憶部に記憶された乗務データ及び記憶
ルール記憶部に記憶されたルールに基づいて行路に対す
る乗務員割当ての処理を行う割当て処理部１４と、この
割当て処理部による割当ての結果を表示する結果表示部
１５とを備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、列車等の乗務員の
割当てや変更等の運用に関わる乗務員運用装置及びその
制御プログラムを格納した記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】交通業務において、乗務員の合理的な運
用表の作成や、列車遅延等によりダイヤが乱れた場合に
後続列車に乗務する乗務員の運用変更は、従来、人手に
頼って行われていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】人手による乗務員運用
表の作成や変更には熟練者の経験や勘に頼る部分が多
く、そのような作成や変更を行い得るのは、特別に訓練
された熟練者に限られてしまうという不都合がある。特
に、運用表の変更には、作業の正確さと迅速さが要求さ
れるが、人手による場合、正確さや迅速さには自ずから
限界がある。

【０００４】したがって本発明の課題は、乗務員運用表
の作成や変更を人手に頼らずに正確かつ迅速に遂行し得
る乗務員運用装置及びその制御プログラムを格納した記
録媒体を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に請求項１に係る発明は、運用対象の乗務員の氏名並び
にその乗務員が乗務する列車・行路・日付を含む乗務デ
ータを入力する初期入力手段と、この初期入力手段に入
力された乗務データを記憶するデータ記憶手段と、行路
に乗務員を割当てるためにグラフカラーリング手法によ
る割当てルールを記憶したルール記憶手段と、データ記
憶手段に記憶された乗務データ及び記憶ルール記憶手段
に記憶されたルールに基づいて行路に対する乗務員割当
ての処理を行う割当て処理手段と、この割当て処理手段
による割当ての結果を表示する結果表示手段とを備えた
ものである。

【０００６】請求項２に係る発明は、請求項１に記載の
乗務員運用装置において、ダイヤや乗務員、行路の変更
を含む変更事態が生じたとき、乗務員割当てのための条
件を入力する条件入力手段を備えたことを特徴とするも
のである。

【０００７】請求項３に係る発明は、請求項１又は２に
記載の乗務員運用装置において、割当て処理手段による
割当て結果に対し手動により変更を加えるための手動変
更設定手段を備えたことを特徴とするものである。

【０００８】請求項４に係る発明は、請求項１ないし３
のいずれかに記載の乗務員運用装置において、乗務員割
当ての評価ルールとして、複数の乗務員の拘束時間を均
等にするよう拘束時間を比較・評価する割当て評価手段
を備え、割当て処理手段によって得られた割当て結果に
よる各乗務員の拘束時間を比較し、各乗務員の拘束時間
が均等化する割当て結果を最終結果として結果表示手段
に表示させることを特徴とするものである。

【０００９】請求項５に係る発明は、乗務員運用装置に
乗務員運用を行わせるための制御プログラムを格納した
記録媒体であって、運用対象の乗務員の氏名並びにその
乗務員が乗務する列車・行路・日付を含む乗務データを
入力する入力機能と、この入力機能によって入力された
乗務データに基づきグラフカラーリング手法を用いて乗
務員割当て処理を行う演算機能と、乗務員割当て処理の
結果を手動で変更可能にする変更機能と、各乗務員の拘
束時間を均等化するよう拘束時間を比較評価する評価機
能とを備えたことを特徴とするものである。

【００１０】請求項６に係る発明は、請求項１〜４のい
ずれかに記載の乗務員運用装置において、他の乗務員区
所に備えられた乗務員運用装置との間で乗務員割当て結
果を通信ネットワークを介して授受するためのネットワ
ーク通信処理手段を備えたことを特徴とするものであ
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】

（実施の形態１）請求項１に係る発明の実施の形態を図
１により説明する。図１に示す乗務員運用装置は、初期
入力部１１、データ記憶部１２、ルール記憶部１３、割
当て処理部１４、及び結果表示部１５を備えている。初
期入力部１１は、乗務員の氏名、日単位に乗務する列車
の行路、乗務する日付け等の乗務データを入力する部分
であって、キーボードやタッチスイッチ等の入力手段か
らなっている。データ記憶部１２は、初期入力部１１に
より入力された情報を記憶しておくメモリである。ルー
ル記憶部１３は、予め決定される乗務員の乗務時間、休
憩時間、乗継ぎ時間、グラフカラーリングの塗りわけル
ールを記憶しておくメモリである。割当て処理部１４
は、初期入力部１１によって入力された入力条件とデー
タ記憶部１２に記憶されたデータ、及びルール記憶部１
３に記憶されたルールを参照して、乗務員の割当て処理
を行う。結果表示部１５は、割当て処理部１４によって
決定された割当て結果を表示するディスプレイである。

【００１２】グラフカラーリング手法というのは、隣り
合う領域どうしが同じ色にならないような色分けを処理
する手法であって、オペレーションズ・リサーチの分野
で様々な解法が模索されている。本発明では、乗務員の
行路割当て処理をグラフカラーリング手法による地図の
色分け問題の応用とみなして乗務員運用処理を行う。各
乗務員の運用を一つのデータ単位と考え、乗務員を具体
的に割り付け運用する作業を、地図の色塗り作業に置き
換えて処理する。さらに、同一の乗務員を割り付けるこ
とが予め不可能だと分かっている組み合わせどうしを隣
りどうしのデータとして考える。こうすることによって
色分け作業を行うことを、乗務員の割当てに対応させる
ことができる。

【００１３】図２は、乗務員の割当てを行う行路の一例
を示す、いわゆるダイヤである。ここでは、横軸が時刻
であり、縦軸が位置に対応しており、Ａ駅からＢ駅を経
由してＣ駅に至り、またはその逆に走行する列車におけ
る乗務員の運用を処理する問題を取扱う。図２におい
て、斜線が、乗務員が乗務する列車の時刻と位置の関係
を示すダイヤグラムすなわちダイヤであり、見方によっ
ては乗務員が乗務する列車の行路である。ここでＢ駅で
折れているダイヤは、Ｂ駅に停車することを表してお
り、そうでないものはＢ駅を通過することを表してい
る。図には、Ａ駅からＢ駅を経由してＣ駅に至る４本の
行路１〜４と、Ｃ駅からＢ駅を経由してＡ駅に至る４本
の行路５〜８が例示されている。行路１，３，６，８は
Ｂ駅を通過し、行路２，４，５，７はＢ駅で停車する。

【００１４】図２に示す行路を乗務員の入れ替えが可能
な単位に分割する。図３は入れ替え可能な単位に分割し
た結果を示すものである。ここでは、分割方法として、
Ｂ駅で停車するものはＡ−Ｂ駅間及びＢ−Ｃ駅間をそれ
ぞれ１つの単位行路とし、Ｂ駅を通過するものは、Ａ−
Ｃ駅間を１つの単位行路とすることにする。これによ
り、行路１，３，６，８はそのまま単位行路１−１，３
−１，６−１，８−１を構成し、行路２，４，５，７は
それぞれ２つの単位行路２−１，２−２；４−１，４−
２；５−１，５−２；７−１，７−２を構成することに
なる。

【００１５】この単位行路を対象とし、１人の乗務員が
続けて乗務できないものを線で結ぶモデルを作る。図４
は楕円で示された各単位行路をそのような線で結んだモ
デルである。このモデルを乗務員の数だけ色を塗り分け
る。このとき、線で結ばれた楕円が同じ色にならないよ
うに色を変更し、条件が整ったらそれが答として得られ
る。

【００１６】図５は、図４のモデルを１番から４番まで
の番号で表現された４人の乗務員で乗務する場合の色分
けの例を示すものである。割当ての方法であるが、ま
ず、図４における行路１−１の楕円を１番の乗務員に割
当て、線で結んだ楕円が同じ色にならないように変更し
ながら、すべての条件が整うまで色分け作業を続ける。
モデルが複雑になり、すべての場合分けを行うのにあま
りにも多くの時間を要する場合は、変更回数や処理時間
等により、そこで処理を打ち切る。条件が整わなかった
場合は、割当て不能であった旨のメッセージを結果表示
部１５に表示させる。カラーリング手法により、線で結
んだ部分が同じ色にならないように塗り分けができた
ら、図２のダイヤに乗務員が乗換える行路を記入し、乗
務員の行路を決定する。

【００１７】図６は、カラーリング手法により色分けさ
れた色に乗務員を割当て、対応する乗務員の番号をダイ
ヤに記入したものである。乗務員１番には行路１及び５
の乗務が割り当てられ、乗務員２番には行路２及び５の
乗務が割り当てられ、乗務員３番には行路３及び７の乗
務が割り当てられ、乗務員４番には行路４及び８の乗務
が割り当てられている。

【００１８】（実施の形態２）請求項２に係る発明の実
施の形態を図７により説明する。図７の乗務員運用装置
には、初期入力部１１、データ記憶部１２、ルール記憶
部１３、割当て処理部１４、及び結果表示部１５のほか
に、条件入力部１６を備えている。条件入力部１６は、
列車の遅れ時間や、各駅への列車到着予想時刻、何らか
の事情により乗務できなくたった乗務員の氏名を入力す
る。

【００１９】条件入力部１６を通して列車の遅れ等のダ
イヤの乱れが確認された場合の割り付け処理の仕方を、
図８を参照して以下に説明する。図８は、行路１の列車
がＢ駅を通過した後、予定より遅れてしまい、次の列車
すなわち行路２の列車が、Ｂ駅限りで運休になってしま
った場合のダイヤである。図８の行路１〜８を乗務員の
入れ替えが可能な単位に分割する。図９は図８の行路１
〜８を乗務員の入れ替え可能な単位行路に分割した結果
を示すものである。行路２がＢ駅止まりになっており、
それに応じて対応する単位行路もＢ駅止まりの単位行路
２−１しか示されていない。他の行路及び単位行路は基
本的には図３のものと同一である。ただし、行路１に列
車の遅れが生じているものと仮定しているので、行路１
及び単位行路１−１のＢ駅とＣ駅との間で図３のものと
比較し緩い傾斜になっている。

【００２０】図１０は、図４の場合と同様に、一人の乗
務員が続けて乗務できない単位行路間を線で結んだモデ
ルを示すものである。ここで、単位行路４−２の楕円の
下にもう１つ楕円を置く。これは、Ａ駅からＣ駅へと右
上がりの線で示される列車が３本あるのに対し、Ｃ駅か
らＡ駅へと右下がりの線で示される列車が４本あること
に関係しており、Ｂ駅で運休となった列車の乗務員一人
を員数合わせのためＢ駅からＣ駅へと例えば単位行路４
−２で乗務員を運ぶ必要があるためである。このモデル
を乗務員の数だけ色を塗り分ける。この塗り分け方法も
前述と同様、まず単位行路１−１の楕円を１番に割当
て、線で結んだ楕円が同じ色にならないように変更しな
がら、すべての条件が整うまで割当て処理を続ける。モ
デルが複雑になり、すべての場合分けを行うのに多くの
時間を要する場合は、変更回数や、処理時間等により、
そこで処理を打ち切る。条件が整わなかった場合は、処
理不能である旨のメッセージを結果表示部１５に表示さ
せる。

【００２１】図１１は、図１０のモデルを４人の乗務員
で乗務する場合の色分けの例を示すものである。線で結
んだ部分が同じ色にならないように塗り分けができた
ら、図８のダイヤに乗務員が乗り換える行路を記入し、
乗務員の行路を決定する。

【００２２】図１２は、カラーリング手法により色分け
された色に乗務員を割当て、ダイヤに記入したものであ
る。図１３は、乗務員２番の行路を実線で、それ以外の
乗務員の行路を破線で表したものである。これにより、
特に通常とは異なる非常時乗務となる乗務員２番の割当
て内容が分かりやすくすることができる。

【００２３】（実施の形態３）請求項３に係る発明の実
施の形態を図１４により説明する。図１４の乗務員運用
装置には、初期入力部１１、データ記憶部１２、ルール
記憶部１３、割当て処理部１４、結果表示部１５、及び
条件入力部１６のほかに、手動設定部１７を備えてい
る。手動設定部１７は、自動的に割り付け処理された乗
務員割当て結果に対し変更を加えたいときにオペレータ
が手動により割当て変更の処理を行うためのものであ
る。。

【００２４】例えば、請求項１に係る発明の実施の形態
（図１）から得られた図１３の結果を基に手動で割当て
変更を行うものとする。運休列車の乗務員２番のＣ駅か
らＡ駅への折返しの行路を乗務員３番の列車から乗務員
２番の列車へと変更し、最初の割当てに対する変更を最
小にする。図１５は、手動により割当てを変更したダイ
ヤを示す図である。

【００２５】（実施の形態４）請求項４に係る発明の実
施の形態を図１６を参照して説明する。図１６は請求項
４の乗務員運用装置の一講師例を示すブロック図であ
る。図１６の乗務員運用装置には、初期入力部１１、デ
ータ記憶部１２、ルール記憶部１３、割当て処理部１
４、結果表示部１５、条件入力部１６、及び手動変更設
定部１７のほかに、割当て評価部１８を備えている。割
当て評価部１８は、割当て処理部１４で得られたいくつ
かの結果の中から、乗務員全体の拘束時間が最も短く、
個々の乗務員の拘束時間が平均化する、すなわち統計学
上の分散が最も小さくなる割当て結果を選択的に決定す
る。また、計画段階において、乗務員の人数をできるだ
け少なくして得られる結果を最終の結果として出力する
方法もある。

【００２６】結果表示部１５は、割当て評価部１８によ
って最終的に決定された割当て結果を表示する。割当て
結果を変更したい場合は、手動変更設定部１７を通して
オペレータが手動により割当て変更を行う点は実施の形
態３の場合と同様である。

【００２７】乗務員の拘束時間に関する評価を行うた
め、図１３及び図１５の各乗務員の拘束時間の状況を図
１７及び図１８にそれぞれ棒グラフの形で示す。図１７
及び図１８において各乗務員の拘束時間の平均偏差をと
り、その標準偏差の小さい方を選択して出力する。ま
た、手動変更の場合は、次善の候補をも表示させ、これ
を参照してオペレータが手動変更により最終決定する。

【００２８】（実施の形態５）請求項５に係る発明の実
施の形態を図１９を参照して説明する。図１９は請求５
の乗務員運用プログラム２１を格納したコンピュータ用
のプログラム媒体２０の構成を示す図である。図１９の
媒体２０は、乗務員情報やダイヤ変更情報を入力する入
力機能２２、割当てのルールに従い割当て演算を行う演
算機能２３、割当ての方法を記録した割当てルールデー
タ２４、演算により得られたいくつかの結果から１つを
選択する評価ルールデータ２５、得られた結果を手動で
変更する手動変更機能２６、得られた結果をダイヤや時
間棒グラフ等に変換し出力する出力機能２７を含むプロ
グラム２１を書き込んだものである。

【００２９】図２０はコンピュータで実行される乗務員
運用プログラム２１の動作手順を示す図である。入力工
程３１で、予め決められた乗務員の氏名、日単位に乗務
する列車の行路、乗務する日付けを入力し、列車の遅れ
時間、各駅への列車到着予想時刻、乗務員が何らかの事
情により乗務できなくたったとき、乗務員の氏名を条件
入力部１６を通して入力する機能をコンピュータに実行
させる。次に、演算工程３２で入力条件とデータ記憶部
１２の記憶データ、及びルール記憶部１３の記憶ルール
を参照して割当て処理部１８による乗務員の割当て処理
を行う機能を実行させる。次に評価工程３３で、割当て
評価部１８により、得られたいくつかの結果から、乗務
員全体の拘束時間が最も短く、個々の乗務員の拘束時間
が平均化する割当て結果を決定する機能を実行させる。
結果に満足できないときは、手動変更設定部１７を介し
て実行される手動変更工程３４でオペレータが手動によ
り割当て変更を行う機能を実行させる。最後に、出力工
程３５で割当て結果が結果表示部１５上に表示される。

【００３０】（実施の形態６）請求項６の実施の形態
を、図２１を参照して説明する。図２１は請求項６の乗
務員運用装置の構成を示すブロック図である。図２１の
乗務員運用装置は、初期入力部１１、データ記憶部１
２、ルール記憶部１３、割当て処理部１４、結果表示部
１５、条件入力部１６、手動変更設定部１７、及び割当
て評価部１８のほかに、ネットワーク通信処理部１９を
備えている。ここで新たに備えられたネットワーク通信
処理部１９は、鉄道区分上の自区所で得られた結果デー
タを他区所へネットワークを通して送る機能と、逆に他
区所から送られてきた結果データを取り込み、便乗や他
区所との割当ての変更を協議するために利用する。

【００３１】このようにネットワーク通信処理部１９を
備えることにより、他区所が受け持っている割当ての変
更が分かると自区所の乗換駅に来る乗務員を迅速に知る
ことができるので、より早い乗務員の割当て処理を可能
にすることができる。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、乗務員運用割当てを迅
速かつ合理的に自動的に行うことができ、変更があった
ときは、その結果をいち早く知ることができ、乗務員へ
の連絡を事前にすることができるようになるので、乗務
員の運用効率を向上させることができる。さらに、乗務
員の乗務時間の最短化・均等比等の最適化を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１に係る発明の実施の形態を示す乗務員
運用装置のブロック図。

【図２】乗務員の割当てを行う行路の一例をダイヤの形
で示す線図。

【図３】図２のダイヤを入れ替え可能な単位行路に分割
した結果を示す線図。

【図４】図３の結果を本発明による割当て処理のために
線で結んだグラフカラーリングのモデル図。

【図５】図４のモデルを４人の乗務員で乗務する場合の
色分けの例を示す図。

【図６】カラーリング手法により色分けされた色に乗務
員を割当て、図２のダイヤに記入した図。

【図７】請求項２に係る発明の実施の形態を示す乗務員
運用装置のブロック図。

【図８】ダイヤが乱れてしまった場合のダイヤを示す線
図。

【図９】図８を入れ替え可能な単位行路に分割した結果
を示す線図。

【図１０】図９の結果を本発明による割当て処理のため
に線で結んだグラフカラーリングのモデル図。

【図１１】図１０のモデルを４人の乗務員で乗務する場
合の色分けの例を示す図。

【図１２】カラーリング手法により色分けされた色に乗
務員を割当て、図８のダイヤに記入した図。

【図１３】図１２の乗務員２番の行路を実線で、それ以
外の乗務員の行路を破線で表した図。

【図１４】請求項３に係る発明の実施の形態を示す乗務
員運用装置のブロック図。

【図１５】図１３の結果を手動により割当てを変更した
ときのダイヤを示す線図。

【図１６】請求項４に係る発明の実施の形態を示す乗務
員運用装置のブロック図。

【図１７】図１３及び図１５の各乗務員の拘束時間を説
明する説明図。

【図１８】図１３及び図１５の各乗務員の拘束時間を説
明する説明図。

【図１９】請求項５に係る発明の実施の形態を示す乗務
員運用プログラムを格納した媒体の構成を示す図。

【図２０】図１９の乗務員運用プログラムの動作手順を
説明するフローチャート。

【図２１】請求項６に係る発明の実施の形態を示す乗務
員運用装置のブロック図。

【符号の説明】

１１ 初期入力部 １２ データ記憶部 １３ ルール記憶部 １４ 割当て処理部 １５ 結果表示部 １６ 条件入力部 １７ 手動変更設定部 １８ 割当て評価部 １９ ネットワーク通信処理部 ２０ プログラム媒体 ２１ プログラム

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】運用対象の乗務員の氏名並びにその乗務員
   が乗務する列車・行路・日付を含む乗務データを入力す
   る初期入力手段と、この初期入力手段に入力された乗務
   データを記憶するデータ記憶手段と、行路に乗務員を割
   当てるためにグラフカラーリング手法による割当てルー
   ルを記憶したルール記憶手段と、前記データ記憶手段に
   記憶された乗務データ及び前記記憶ルール記憶手段に記
   憶されたルールに基づいて行路に対する乗務員割当ての
   処理を行う割当て処理手段と、この割当て処理手段によ
   る割当ての結果を表示する結果表示手段とを備えた乗務
   員運用装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の乗務員運用装置におい
   て、ダイヤや乗務員、行路の変更を含む変更事態が生じ
   たとき、乗務員割当てのための条件を入力する条件入力
   手段を備えたことを特徴とする乗務員運用装置。
3. 【請求項３】請求項１又は２に記載の乗務員運用装置に
   おいて、前記割当て処理手段による割当て結果に対し手
   動により変更を加えるための手動変更設定手段を備えた
   ことを特徴とする乗務員運用装置。
4. 【請求項４】請求項１ないし３のいずれかに記載の乗務
   員運用装置において、乗務員割当ての評価ルールとし
   て、複数の乗務員の拘束時間を均等にするよう拘束時間
   を比較・評価する割当て評価手段を備え、前記割当て処
   理手段によって得られた割当て結果による各乗務員の拘
   束時間を比較し、各乗務員の拘束時間が均等化する割当
   て結果を最終結果として前記結果表示手段に表示させる
   ことを特徴とする乗務員運用装置。
5. 【請求項５】乗務員運用装置に乗務員運用を行わせるた
   めの制御プログラムを格納した記録媒体であって、運用
   対象の乗務員の氏名並びにその乗務員が乗務する列車・
   行路・日付を含む乗務データを入力する入力機能と、こ
   の入力機能によって入力された乗務データに基づきグラ
   フカラーリング手法を用いて乗務員割当て処理を行う演
   算機能と、前記乗務員割当て処理の結果を手動で変更可
   能にする変更機能と、各乗務員の拘束時間を均等化する
   よう拘束時間を比較評価する評価機能とを備えたことを
   特徴とする乗務員運用装置に乗務員運用を行わせるため
   の制御プログラムを格納した記録媒体。
6. 【請求項６】請求項１〜４のいずれかに記載の乗務員運
   用装置において、他の乗務員区所に備えられた乗務員運
   用装置との間で乗務員割当て結果を通信ネットワークを
   介して授受するためのネットワーク通信処理手段を備え
   たことを特徴とする乗務員運用装置。