JP6192545B2 - 保守作業計画作成システム - Google Patents

Description

本発明は、保守作業計画作成システムに関する。

鉄道路線における設備の保守作業は、列車運行に支障を来すことなく、また作業員の安全を確保するため、列車運行に支障のない時間帯・作業範囲を選択して保守作業計画を立案し、施工する必要がある。

本技術分野の背景技術として、特開２００８−３０５２２７号公報（特許文献１）がある。この公報には、「保守作業計画作成時において、列車のダイヤの運行条件や駅の設備条件を考慮した作業時間帯・作業範囲の抽出・選択手段を提供し、また、複数の保守作業計画の入力時においても、列車間合候補の組合せの抽出・選択を容易にする手段を提供する。」と記載されている（要約参照）。

特開２００８−３０５２２７号公報

現在の鉄道路線における設備の保守作業計画作成は、各設備に対する導入後の経過年数と定期点検結果を基に、作業計画者が適切な保守作業時期を策定し、手動入力によって保守作業計画を作成している。

このため、保守対象となる設備数が多い場合、計画立案・作成に要する時間が長くなり、計画作成者の作業負担が増大し、効率的な保守作業計画を作成することは困難となる。

前記特許文献１では、ユーザが前記保守作業計画端末より入力した保守作業計画に対して列車の運行条件を考慮した作業時間帯・作業範囲の抽出・選択手段を提供しているが、保守作業計画の策定に関する計画者の負担が大きいという課題がある。

本発明の目的は、保守作業計画者への負担を軽減し、列車ダイヤの運行条件を考慮した保守作業計画を効率的に作成することができる保守作業計画作成システムを提供することにある。

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、列車の運行計画を記憶する列車ダイヤＤＢと、保守作業対象である複数の設備の検査記録を記憶する検査記録ＤＢと、各設備の前記状態、及び、各設備が属する線区及び駅を記憶する設備状態実績ＤＢと、各設備の状態に対応させて所定の重み付けを記憶する設備パラメータＤＢと、を有する記憶部と、保守作業を行う作業日程を受付ける処理と、前記検査記録ＤＢ内の各設備の検査記録、前記設備状態実績ＤＢ内の各設備の状態、及び、前記設備パラメータＤＢ内の各設備の状態に対する所定の重み付け、を読み出す処理と、各設備の状態に当該設備の前記重み付けを掛け合せた値と、前記検査記録と、に基づいて各設備の故障係数を求める処理と、前記故障係数から保守作業の対象となる設備を抽出する処理と、抽出した設備が属する線区及び駅を前記設備状態実績ＤＢから読み出し、前記列車ダイヤＤＢを参照して当該設備の保守作業可能な時間帯を抽出して保守作業計画を作成する処理と、を行う演算処理部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、保守作業計画者への負担を軽減し、列車ダイヤの運行条件を考慮した保守作業計画を作成することができる保守作業計画作成システムを提供することにある。

保守作業計画作成システムの構成図の例である。 列車ダイヤＤＢのデータ構造およびデータの例を表した図である。 検査記録ＤＢのデータ構造およびデータの例を表した図である。 設備状態実績ＤＢのデータ構造およびデータの例を表した図である。 勤務表ＤＢのデータ構造およびデータの例を表した図である。 保守作業計画ＤＢのデータ構造およびデータの例を表した図である。 保守作業計画作成システムの処理を説明するフローチャートの例である。 保守作業対象設備抽出処理を説明するフローチャートの例である。 保守作業計画サーバのハードウェア構成図の例である。 設備パラメータＤＢのデータ構造およびデータの例を表した図である。

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

本実施例では、保守作業計画作成システムの例を説明する。

はじめに、保守作業計画を作成する保守作業計画サーバのハードウェア構成を説明する。

図９は、保守作業計画を作成する保守作業計画サーバ１１０のハードウェア構成を示す図である。保守作業計画サーバ１１０は、ＣＰＵ９１０、入出力部９２０、通信部９３０、記憶部９４０、不揮発性記憶媒体９５０、及びバス９６０を備える。

ＣＰＵ９１０は、不揮発性記憶媒体９５０からプログラムを記憶部９４０に転送し、こ
のプログラムを実行する。記憶部９４０は、ＣＰＵ９１０が動作するための一時的な記憶領域であり、例えば、不揮発性記憶媒体９５０から転送されたオペレーティングシステム（以下「ＯＳ」と称す）やアプリケーションプログラムを格納する。ＣＰＵ９１０が実行するプログラムとしては、ＯＳや、ＯＳ上で動作するアプリケーションプログラムを例示できる。

不揮発性記憶媒体９５０は、情報の記憶媒体であり、ＯＳ、アプリケーションプログラム、デバイスドライバ、及びＣＰＵ９１０を動作させるためのプログラムを保存し、プログラムの実行結果も保存する。不揮発性記憶媒体９５０としては、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）やソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）、及びフラッシュメモリを例示できる。また、不揮発性記憶媒体９５０には、取り外しが容易な外部記憶媒体を用いてもよい。このような外部記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤやＤＶＤなどの光ディスク、ＵＳＢメモリやコンパクトフラッシュ（登録商標）などのフラッシュメモリを利用することができる。

また、通信部９３０は、ネットワークを介して接続される他の装置との通信機能を有し、入出力部９２０は、外部との入出力を行う機能を有する。

バス９６０は、ＣＰＵ９１０、入出力部９２０、通信部９３０、記憶部９４０、不揮発性記憶媒体９５０を接続する。バス９６０としては、ＰＣＩバス、ＩＳＡバス、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓバス、システムバス、及びメモリバスを例示できる。

次に、本実施例における保守作業計画作成システムを機能ブロック図を用いて説明する。

図１は、本実施例における保守作業計画作成システムを示す構成図の例である。保守作業計画作成システムは、利用者からの要求に応じて保守作業計画を作成する保守作業計画サーバ１１０、ネットワーク１５０、駅側に備えられた設備であって、例えば信号機や転てつ器等である駅設備１６０、列車の運行ダイヤを管理する列車ダイヤ管理装置１７０、利用者が用いる端末であって保守作業計画サーバ１１０へ保守作業計画作成要求を出力し、作成された結果を表示する端末１８０から構成される。

ネットワーク１５０は、保守作業計画サーバ１１０と駅設備１６０および列車ダイヤ管理装置１７０、端末１８０との間の通信を可能とする。本実施の形態の装置で取り扱うデータの送受信が可能であれば接続形態は問わない。端末１８０は、コンピュータを用いて構成され、入力部１８１と表示部１８２を有する。

保守作業計画サーバ１１０は、コンピュータを用いて構成され、外部からの入力及び外部への出力を行う入出力部１２０、各種のデータベース（以下、ＤＢという。）を記憶する記憶部１３０、記憶部１３０に記憶されたＤＢを用いて保守作業計画を作成する処理部１４０を有する。

記憶部１３０は、例えばハードディスクなどを用いて構成され、列車ダイヤ管理装置１７０から取得された列車の計画ダイヤを記憶する列車ダイヤＤＢ１３１、検査や保守作業の対象となる各設備の過去の検査記録を記憶する検査記録ＤＢ１３２、各設備について所定のパラメータを記憶する設備パラメータＤＢ１３６、各設備の状態を記憶する設備状態実績ＤＢ１３３、保守作業を行う作業員の勤務表を記憶する勤務表ＤＢ１３４、作成された保守作業計画を記憶する保守作業計画ＤＢ１３５を保持する。

また、処理部１４０は、列車ダイヤＤＢが有する列車の計画ダイヤから保守作業が可能な時間を抽出する作業可能時間抽出部１４１、検査記録ＤＢと設備パラメータＤＢと設備状態実績ＤＢに記憶されたデータから保守作業の対象となる設備を抽出する作業対象設備抽出部１４２、勤務表ＤＢが有する勤務表から保守作業を行う作業員を抽出する作業者抽出部１４３、作業可能時間抽出部１４１と作業対象設備抽出部１４２と作業者抽出部１４３とによって求められた情報によって保守作業計画を作成する保守作業計画作成部１４４を有する。各部での処理の詳細については後述する。
本実施例では、作業可能時間抽出部１４１、作業対象設備抽出部１４２、作業者抽出部１４３、及び、保守作業計画作成部１４４は１つのサーバ内の処理部１４０が実行するプログラムとして説明するが、これらを機能ごとに別のサーバに設けて組むこともできる。

次に、保守作業計画サーバ１１０が記憶部１３０に保持する各ＤＢのデータ構造およびデータの例について説明する。

図２は、列車ダイヤＤＢ１３１のデータ構造およびデータの例を表した図である。列車ダイヤＤＢ１３１には、将来の運行予定のダイヤを、列車の走行日ごとに、存在する各列車について列車番号や、線区、列車種別などの列車情報および当該列車が運行する各駅の番線、発着時刻などの駅情報を列車ダイヤとして保持する。例えば、図２において、2013年5月5日の列車ダイヤ情報として、列車番号１AはＭ線区下りの普通列車であり、Ａ駅の１番線に1:16に到着し、6:05に出発、Ｂ駅の2番線を6:15に通過することを表す。当該列車ダイヤは、作業可能時間帯抽出に用いる。

図３は、検査記録ＤＢ１３２のデータ構造およびデータの例を表した図である。検査記録ＤＢ１３２には、設備ごとに、直近に検査を行った検査日、当該設備が属する駅、検査結果を検査記録として保持する。例えば、図３において、設備番号0001は2013年4月5日にＡ駅で検査を行い、前記検査結果は不可であることを表す。

図４は、設備状態実績ＤＢ１３３のデータ構造およびデータの例を表した図である。設備ごとに、設備番号、設備名称、導入駅、線区、導入日、不具合発生回数、故障係数予測日、作業対象設備抽出部１４２で予測した故障係数を設備状態実績として保持する。例えば、図４において、設備番号0001の設備名称は1LTであり、Ｍ線区Ａ駅に2011年5月5日に設置され、現在までに8件の不具合が発生しており、2012年7月13日の故障係数予測では、故障係数0.98と予測されたことを表す。当該検査記録と当該設備状態実績は、設備ごとの故障係数予測と保守作業対象設備抽出に用いる。尚、本実施例で設備とは、軌道回路、信号機、転てつ機、方向てこ等であり、設備状態実績ＤＢ１３３では、個々の設備が識別可能に設備名称を定める。

図５は、勤務表ＤＢ１３４のデータ構造およびデータの例を表した図である。日々の保守作業者と時間ごとの勤務内容を勤務表として保持する。例えば、図５において、2013年5月5日の勤務内容として、作業者１は作業1000を0:30から2:10に実施し、作業者２は有給、作業者４は0:20から4:50に作業9121と9122を実施することを表す。図６は、保守作業計画ＤＢ１３５のデータ構造およびデータの例を表した図である。作業計画の施工日ごとに、予定されている各作業計画について、作業番号や作業種別、作業者などの基本情報、作業対象の駅や対象設備などの設備情報、開始列車、終了列車や作業時間などの間合情報を作業計画として保持する。例えば、図６において、2013年5月5日に、作業番号2121として作業者５が設備交換作業を行うことを表す。具体的には、作業者５は、Ａ駅において間合開始列車1Fが出発した時間1:16から間合終了列車１Aが到着する時間6:05までに、設備１LTと２LTの交換作業を行う。

図１０は、設備パラメータＤＢ１３６のデータ構造およびデータの例を表した図である。設備パラメータＤＢ１３６には、後述する故障係数を求める際に用いる係数、及び、閾値を設備ごとに管理している。具体的には、設備の導入日からの経過日数に対する重み付けを表す経過日数重み係数α、経過日数に対する閾値β、設備のこれまで発生した不具合の回数に対する重み付けを表す不具合回数重み係数γ、不具合回数に対する閾値δを設備ごとに予め設定してある。これらパラメータを用いた故障係数の算出方法については後述する。

次に、本実施例での保守作業計画作成システムにおける処理の流れの概要を、図を用いて説明する。

図７は、保守作業計画作成システムにおける処理の流れを表したフロー図である。まず、ユーザが端末を用いて作成開始日、作成終了日と保守作業計画作成要求を入力する。

ステップＳ７１０で、作業対象設備抽出部１４２により、作業対象設備を抽出する。

図８は、保守作業対象設備抽出処理の流れを表したフロー図である。ステップ８１０から８５０で、設備状態実績ＤＢ１３３に登録されている設備数分、ステップ８２０から８４０の処理を繰り返す。

ステップ８２０で、検査記録と設備状態実績に基づいて、各設備の故障係数を予測し、予測した日付とともに、故障係数を設備状態実績ＤＢ１３３に格納する。設備故障係数予測では、検査記録ＤＢ１３２から、対象設備の検査日と検査結果を抽出し、検査日から計画作成要求日までの日数を算出する。次に設備状態実績ＤＢ１３３から、導入日と不具合発生回数を取り出し、導入日から計画作成要求日までの日数を算出する。前記検査日からの日数、前記検査結果、前記導入日からの日数、前記不具合回数により、対象設備の故障係数を計算し、予測した日と故障係数を設備状態実績ＤＢ１３３に記録する。

故障係数は式１によって求められ、検査結果の重み、導入日からの日数、または不具合発生回数が高いほど高くなり、該当設備は保守作業が必要なことを表す。

故障係数＝検査結果＋α（経過日数／β）＋γ（不具合発生回数／δ） ・・・式１

式１において、検査結果は、優ならば０．２，良ならば０．４，可ならば０．６，不可ならば０．８が用いられる。また、α，β，γ，δはそれぞれ設備パラメータＤＢ１３６（図１０）に予め定められた値が用いられ、経過日数は設備の導入日から計画作成要求日までの日数である。但し、（経過日数／β），及び，（不具合発生回数／δ）は１以上になった場合には、１以上の値は切り捨てるよう計算を行う。つまり、経過日数、不具合発生回数が、経過日数に対する閾値β、不具合回数に対する閾値δを越えると、（経過日数／β），（不具合発生回数／δ）の項は１に置き換えて計算される。

例えば、計画作成開始日を2013年5月5日、設備番号0001の設備に対して故障係数を求める場合を説明する。設備パラメータＤＢ１３６（図１０）には、設備番号0001のパラメータとして、経過日数重み係数α＝0.1，経過日数閾値β＝365日，不具合回数重み係数γ＝0.1，不具合回数閾値δ＝10回と定められている。設備0001の導入日からの日数は730日（図４）、導入日からの日数が閾値β＝365日を超えているので（経過日数／β）の値は１に置き換えられ、（不具合発生回数／δ）は8/10=0.8である。よって、設備0001の故障係数は、0.8（図３）＋0.1×1＋0.1×0.8=0.98と算出される。

ステップ８３０で、前記故障係数が予め設定された閾値より大きいか判定し、大きい場合はステップ８４０で前記設備を保守作業対象設備として抽出し、閾値以下の場合は次の設備を対象としてステップ８２０に戻る。例えば、前記故障係数の閾値を0.650とすると、前記設備0001は算出された前記故障係数が閾値を超えているので、保守作業対象と判定され、次の設備0002の設備故障係数を予測する。

ステップＳ７２０では、作業可能時間抽出部１４１により、前記作成開始日から終了日までの各日程で、保守作業可能な時間帯を抽出する。列車ダイヤＤＢ１３１より求まる保守作業可能な時間帯は、該当駅で列車が走行していない時間帯とする。例えば、前記設備0001の対象駅Ａ駅の2013年5月5日の保守作業可能な時間帯は列車1Aが到着してから出発するまでの時間帯1:16〜6:05である。

ステップＳ７３０では、作業者抽出部１４３により、前記作成開始日から終了日までの各日程と前記抽出時間帯で、勤務可能な保守作業者を抽出する。例えば、前記時間帯1:16〜6:05で勤務可能な保守作業者は作業者５である。

次に、ステップ７４０では、保守作業計画作成部１４４により、前記作業対象設備、前記作業可能時間、前記作業者と、保守作業計画ＤＢ１３５のデータに基づいて、前記作成開始日から終了日までで、他の保守作業計画と矛盾がない保守作業計画を作成・登録する。例えば、同一保守作業計画において、作業対象となる設備と設備が離れた場所にあり、作業時間内に作業を終えることができない計画や、同一日に、同一設備の保守作業を行う計画は矛盾した計画となるため、作成しない。

また、保守作業計画作成時の優先順位は、以下に示すような条件である。

[保守作業計画作成時の優先順位]
（１）故障係数がより高い設備から順に保守作業計画を作成すること。
（２）前記設備に対して、保守作業日時がより早い計画を作成すること。

ステップ７５０では、記憶部１３０から表示部１８２がデータを取り出し、ＣＲＴ(陰極線管)、ＬＣＤ(液晶ディスプレイ)等の表示装置(ディスプレイ装置)に出力する。

以上に述べたように、本発明によれば、ユーザの保守作業計画作成要求により、設備の故障係数を予測し、前記故障係数に基づいて、列車ダイヤの運行条件を加味した上で、指定期間分の保守作業計画を自動で作成する手段を提供することができる。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。

また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ＨＨＤ、ＳＳＤ等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くこと5 ができる。

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１１０ 保守作業計画サーバ
１２０ 入出力部
１３０ 記憶部
１３１ 列車ダイヤＤＢ
１３２ 検査記録ＤＢ
１３３ 設備状態実績ＤＢ
１３４ 勤務表ＤＢ
１３５ 保守作業計画ＤＢ
１３６ 設備パラメータＤＢ
１４０ 処理部
１４１ 作業可能時間抽出部
１４２ 作業対象設備抽出部
１４３ 作業者抽出部
１４４ 保守作業計画作成部
１５０ ネットワーク
１６０ 駅設備
１７０ 列車ダイヤ管理装置
１８０ 端末
１８１ 入力部
１８２ 表示部

Claims (6)

1. 列車の運行計画を記憶する列車ダイヤＤＢと、保守作業対象である複数の設備の検査記録を記憶する検査記録ＤＢと、各設備の状態、及び、各設備が属する線区及び駅を記憶する設備状態実績ＤＢと、各設備の状態に対応させて所定の重み付けを記憶する設備パラメータＤＢと、を有する記憶部と、
   保守作業を行う作業日程を受付ける処理と、
   前記検査記録ＤＢ内の各設備の検査記録、前記設備状態実績ＤＢ内の各設備の状態、及び、前記設備パラメータＤＢ内の各設備の状態に対する所定の重み付け、を読み出す処理と、
   各設備の状態に当該設備の前記重み付けを掛け合せた値と、前記検査記録と、に基づいて各設備の故障係数を求める処理と、
   前記故障係数から保守作業の対象となる設備を抽出する処理と、
   抽出した設備が属する線区及び駅を前記設備状態実績ＤＢから読み出し、前記列車ダイヤＤＢを参照して当該設備の保守作業可能な時間帯を抽出して保守作業計画を作成する処理と、
   を行う演算処理部と、を備える保守作業計画作成システム。
2. 請求項１において、前記演算処理部は、各設備の第一の状態に当該設備の第一の重み付けを掛け合せた値と、各設備の第二の状態に当該設備の第二の重み付けを掛け合せた値と、前記検査記録と、に基づいて各設備の故障係数を求める処理を行う保守作業計画作成システム。
3. 請求項１において、
   前記各設備の状態は、各設備が導入されてからの経過年数を含むものであり、
   前記演算処理部は、各設備の経過年数が長いほど、当該設備が優先して保守作業対象に抽出されるよう故障係数を求める保守作業計画作成システム。
4. 請求項１において、
   前記各設備の状態は、各設備が過去に生じた不具合の発生回数を含むものであり、
   前記演算処理部は、各設備の過去に生じた不具合の発生回数が多いほど、当該設備が優先して保守作業対象に抽出されるよう故障係数を求める保守作業計画作成システム。
5. 請求項１において、
   前記記憶部にはさらに、保守作業を行う作業者の勤務表を記憶する勤務表ＤＢを有し、
   前記演算処理部は、前記勤務表ＤＢに基づいて、各設備の保守作業可能な時間帯に保守作業を行う作業者を対応付けて保守作業計画を作成することを特徴とする保守作業計画作成システム。
6. 請求項１において、さらに、
   前記演算処理部を備えるサーバとネットワークを介して接続され、保守作業を行う作業日程を前記サーバへ要求し、前記サーバが作成した保守作業計画を表示する端末を有する保守作業計画作成システム。