ダイヤ乱れ時の貨物機関車運用整理問題

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  • ダイヤ ミダレ ジ ノ カモツ キカンシャ ウンヨウ セイリ モンダイ
  • Freight Train Locomotive Rescheduling Problem after Disruptions

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抄録

鉄道事業者では事故などにより列車ダイヤが乱れると，それ以上の乱れの拡大を防止することなどを理由に，運転整理や運用変更と呼ばれる，運休や増発・時刻変更といったダイヤの変更と，それにともなう個々の車両・乗務員のスケジュール変更を行っている．本論文は貨物列車をけん引する機関車を対象に，変更ダイヤを所与として，機関車の検査周期や検査基地の作業容量などを考慮しつつ全体のスケジュール変更を行う運用整理問題について議論する．本論文ではこの問題を集合分割制約を持つ整数計画問題として定式化し，集合被覆緩和と列生成法の組合せにより解を求める．実際の列車ダイヤ・機関車運用計画に乱れ事例を適用した計算機実験の結果，満足できる質の解が実務的に要請される時間内に得られた．特に運用整理の対象とする時間帯を長くとると目的関数値が改善されたが，計算時間は集合被覆緩和の有無で数倍に開いた．

Railway operators adjust timetables and accordingly reschedule rolling stock and crew duties in a disrupted situation. This paper discusses a rescheduling problem of locomotive assignment to freight trains after the timetable adjustment is done. We model the problem as an integer programming one with set-partitioning constraints, taking maintenance of each locomotive and capacities of maintenance centers into account. It is solved by a combination of its set-covering relaxation and column generation. Numerical experiments using real data have revealed that our method provides a locomotive rescheduling plan of satisfactory quality in acceptable time. We have also observed that our relaxation approach speeds up the computation time by a factor of several when the time span for the rescheduling is long.

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