JPH06274348A - 動的情報処理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】実時間変化する状況において、内外からのメッ
セージに対応する目的を動的に生成し処理する動的な情
報処理システムあるいは動的な問題解決のための認知モ
デルの表現方式を提供することを目的とする。 【構成】状況変化に応じて外部あるいは内部から与えら
れるメッセ−ジに対し、解決すべき問題や目標とすべき
状態などを表すデータブロックまたはフレームである目
的を自動生成できるようにした。このため、メッセ−ジ
とこれにより生成される目的の対応関係を表わすデ−タ
ブロックあるいはフレーム（「目的生成知識」と呼ぶ）
をシステムに設けた。生成された目的は、目的戦略ネッ
トなどの目的遂行知識を用いて遂行され、解が求められ
る。 【効果】時間的に変化する状況に対応して複数の目的を
動的に生成・実行することにより、動的な問題解決を図
ることができる。また、目的の分割、統合、保留などの
協調制御が可能となる。これにより、実時間で計画修正
を行なうシステムの高知能化を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、動的情報処理システム
に関し、更に詳しくは、動的に状況が変化するような場
面におけるスケジュ−リングやリスケジューリングに用
いて好適な知識情報処理技術（人工知能技術）に関す
る。本発明は、例えば、列車ダイヤや乗務員ダイヤの作
成や変更、エレベ−タ保守員運用などにおけるスケジュ
−リングやリスケジューリングに適用される。

【０００２】

【従来の技術】従来より、いわゆる知識ベースを用いて
推論を行なう技術として、米国特許番号４６４８０４４
（Basic Expert System Tool.Technoledge社 Steven H
ardy,1987年3 月3 日）に開示された技術がある。

【０００３】これは、ル−ルにより知識を記述し、これ
を用いて推論する技術であるが、目的遂行のための基本
手続きも、その不具合を調整するための調整手段も、そ
れらの統合手段も、すべてル−ルとして記述するため、
これらが混在する。したがって、問題が複雑になった場
合には、実行されるル−ルの数が膨大になり、処理速度
が急速に低下する上、ル−ル間の絡みが見えず、信頼性
も低下するという問題点があった。

【０００４】一方、特開平２−１４３２３号には、目的
・戦略型協調推論知識処理のための情報処理システムが
開示されている。これは、列車ダイヤ作成など大規模複
雑な計画の立案やスケジューリングに用いて好適なエキ
スパートシステムである。

【０００５】このシステムでは、目的戦略ネットと呼ば
れる目的と戦略の多階層ネットワークが備えられてい
る。目的とは、解決すべき問題や目標とすべき状態など
を表すデータブロックまたはフレームである。以下、フ
レーム、データフレーム、オブジェクトを全てフレーム
と呼ぶ。また、戦略とは、目的を達成するための方針や
手段など（目的の遂行方法・手段）を表すデータブロッ
クまたはフレームである。目的と戦略とは、多階層のネ
ットワークを構成している。戦略としては、ある目的を
実際に達成するための手続きやルール群が記載されてい
る戦略のほか、目的を下位目的に再帰的に分割・実行し
たり下位目的を統合する戦略なども含まれている。

【０００６】推論部は、このような目的戦略ネットを用
いて推論を行なう。例えば、列車ダイヤを作成するので
あれば、最上位の「列車ダイヤ作成」という目的を活性
化してやる。すると推論部は、目的戦略ネットを用い
て、その目的を分割し実行し、得られた部分解を結合、
調整、統合するなどして解を求める。このようにして、
複雑・大規模な問題を分割し、得られた部分解を結合、
調整、統合するための知識を目的戦略ネットとして表現
し、これを用いて推論していく目的・戦略志向協調推論
方式が知られていた。

【０００７】この特開平２−１４３２３号に開示された
情報処理システムによれば、目的戦略ネットで知識が表
現されているので、上述の米国特許番号４６４８０４４
の技術のような問題点はない。すなわち、知識が階層化
されているので、ル−ル間の絡みが見えないという問題
がなく、知識ベースシステムとして信頼性が向上する。
また、柔軟で迅速な推論が可能である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
目的・戦略志向協調推論方式は、静的な問題解決に用い
る場合には有用である。しかしながら、この方式は、シ
ステムが達成すべき最上位の目的を一つ、システム生成
時に組込み、これを解決する技術である。つまり、解釈
できる問題はシステム作成時に決められており、固定で
しかも個数は一つであった。したがって、各種の状況が
実時間で変化し、解決すべき複数の問題が次々に発生す
るような場合には、上記方式では容易に解決できなかっ
た。

【０００９】例えば、上記方式は、１年毎あるいは季節
ごとに列車ダイヤを作成する場合などに用いて好適であ
る。しかし、列車ダイヤを現実に適用する時は列車の車
両故障や雨雪による遅延など種々の状況の変化が実時間
で発生し、複数の問題（目的）が次々に発生する。上記
方式は、このような動的に発生する問題解決に適用する
ことはできなかった。

【００１０】本発明の目的は、実時間変化する状況にお
いて、内外からのメッセージに対応する目的を動的に生
成し処理する動的な情報処理システムあるいは動的な問
題解決のための認知モデルの表現方式を提供することに
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、状況変化に応じて外部あるいは内部から
与えられるメッセ−ジに対し、目的を自動生成できるよ
うにした。このため、メッセ−ジとこれにより生成され
る目的の対応関係を表わすデ−タブロックあるいはフレ
ーム（「目的生成知識」と呼ぶ）をシステムに設けた。

【００１２】また、目的と戦略を一つにまとめた目的併
合型戦略を用意して、知識組込や処理の効率向上をはか
った。知識表現方法として、目的の実行制御の戦略さら
には目的の生成戦略も含めて目的戦略ネットとして統一
化する手段も提示し、目的戦略志向による認知モデルの
記述力の飛躍的向上を達成した。

【００１３】

【作用】運転整理など実時間で変化する状況下での計
画、立案、変更や指揮管制（公共性、強い社会的責任の
伴う意思決定）分野においては、応答性を含め、実時間
での処理における高い信頼性が要求される。また、例え
ば列車遅延などの発生により、達成すべき目的が新たに
生じたり、それが状況や時間と共に複数に増えたり消滅
したり変化したりする。

【００１４】本発明では、システムはメッセ−ジを受信
する（他のコンピュータや他のシステムからメッセージ
を受信するだけでなく、他のプロセスからプロセス間交
信により受信しても、目的遂行のための知識からつまり
自プロセスから発信されたメッセ−ジを受信しても良
い）と、上記の目的生成知識を用いて、目的を生成す
る。生成した目的を、例えば目的戦略ネットを用いて下
位目的に再帰的に分割し、部分問題に単純化して遂行
し、調整、統合して解を得る。

【００１５】複数のメッセ−ジを受信した場合は、現在
実行中の目的終了後、あるいはこれを中断して、対応す
る目的を生成して目的キュ−に保存する。緊急の目的実
行指示メッセ−ジを受信したら、現在実行中の目的を中
断して緊急目的を実行し、その実行後、中断した目的を
再開し、実時間処理を可能とする。

【００１６】目的生成知識の内容により、下位の目的を
生成し、これを直接実行または、さらに下位目的に分割
・遂行することも可能となる。こうして対話性の良い目
的志向の部分自動処理が可能となる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
する。

【００１８】（実施例１）図１は、本発明の第１の実施
例に係る動的情報処理システムの全体構成を示す。この
システムは、列車の運行管理に本発明を適用した実施例
である。

【００１９】このシステムは、計算機１００、送信側サ
ブシステム１４１、キーボード１４２、マウス１４３、
ディスプレイ１４４、ディスク装置１４５、およびプリ
ンタ１４６を備えている。計算機１００は汎用計算機で
あり、この計算機の運用を支援するオペレ−ティングシ
ステム１１０、推論部１２０、および知識データ記憶部
１３０を備えている。

【００２０】推論部１２０は、問題解決のための推論を
実行する。推論部１２０は、メッセージ受信部１２７と
メッセ−ジ受信部１２７から受信したメッセ−ジに対し
て目的を生成する目的生成部１２５と、生成した目的を
遂行する目的遂行部１２６とを備えている。ここで生成
する目的は、受信したメッセージに対して動的に生成す
る目的であり、従来のシステムにおいて目的を下位目的
に分割して生成されるものとは異なる。そこで、受信し
たメッセージに対して動的に生成する目的は、時変目的
とも呼ぶこととする。推論部１２０は、メッセージキュ
ー１２１、生成目的記憶部（目的キュー）１２２、保留
目的キュー１２３、および核擬人１２４を備えている。

【００２１】メッセージキュー１２１は、受信したメッ
セージを一時的に格納する記憶域である。生成目的記憶
部１２２は、生成された目的を一時的に格納する記憶域
である。保留目的キュー１２３は、実行の保留要求のあ
った目的を一時的に保存するための記憶域である。核擬
人１２４については、後の実施例で詳しく説明する。

【００２２】知識デ−タ記憶部１３０は、知識あるいは
それを表現するデ−タの記憶部である。知識デ−タ記憶
部１３０は、メッセ−ジから目的を生成するための知識
が格納されている目的生成知識記憶部１３１と、目的を
遂行する（遂行に必要な目的分割を含む）ための知識が
格納されている目的遂行知識記憶部１３２と、擬人１３
３とを備えている。擬人１３３については、後の実施例
で詳しく説明する。

【００２３】送信側サブシステム１４１は、列車運行デ
−タを収集し、例えば「列車遅延」というようなメッセ
ージを実時間で発行する。計算機１００で受信されたメ
ッセージは、推論部１２０により、メッセージキュー１
２１に格納される。メッセージは、キーボード１４２や
マウス１４３により入力したり、これらによって入力し
たデータに基づいて発生する場合もある。また、他のプ
ロセスやプログラムからの送信により、あるいは目的遂
行部１２６が目的を遂行することによりメッセージが発
生する場合もある。これら計算機１００の内部で発生し
たメッセージも、推論部１２０により、メッセージキュ
ー１２１に格納される。

【００２４】推論部１２０の目的生成部１２５は、知識
デ−タ記憶部１３０の目的生成知識記憶部１３１にある
目的生成知識を利用して、メッセージキュー１２１にあ
るメッセージから目的を生成する。例えば、「列車遅
延」というメッセ−ジであれば、それに対応して「遅延
回復」という目的を生成する。生成した目的は、生成目
的記憶部１２２に記憶される。目的生成知識記憶部１３
１の目的生成知識については、図２〜図５を参照して後
述する。

【００２５】次に、目的遂行部１２６が、生成目的記憶
部１２２に記憶されている目的を遂行する。目的の遂行
の際に、目的遂行知識記憶部１３２の目的遂行知識が利
用される。目的遂行知識については、図６を参照して後
述する。

【００２６】最後に、問題解決結果（例えば、遅延回復
用ダイヤ、つまり運転整理案）をディスプレイ１４４に
表示し、必要があればプリンタ１４６に出力する。

【００２７】なお、メモリが大量に必要なときのあるい
は目的生成知識や目的遂行知識を記憶するための補助記
憶装置として、ディスク装置１４５を用いる。

【００２８】次に、図２から図４を参照して、知識デ−
タ記憶部１３０の目的生成知識記憶部１３１に記憶され
ている目的生成知識について説明する。

【００２９】図２（ａ）は、目的生成知識の最も基本的
な実施例である。つまり、入力されたメッセ−ジに対
し、生成される目的を対応させたテ−ブルを表現するメ
モリの構造を示す。この図の例では、メッセ−ジｉ（２
０１）が入力されたとき、一つの目的ｕ（２０２）が生
成される。

【００３０】図２（ｂ）は、幾つかのメッセ−ジを複数
組み合わせて対応する背景や状況、情勢、情況（以下、
背景で統一する）あるいは動機を導き出すための対応表
であり、図２（ｃ）は、背景あるいは動機から目的を導
き出すための対応表である。

【００３１】図２（ｂ）において、左側の列（メッセー
ジ部）には、メッセージｉ１、メッセージｉ２、メッセ
ージｉ３、…というようにメッセージが並べられてい
る。真ん中の列に記載されている「＆」は、当該メッセ
ージを次のメッセージに結び付ける関係を示す。「背景
ｉ」は、導き出される背景を表す。

【００３２】この図の例では、メッセージｉ１を受信
し、かつメッセージｉ２を受信し、かつメッセージｉ３
を受信したとき、背景ｉが成立することを表している。
右側の列の「受」は当該メッセージが既に受信されてい
ることを示し、「未」は受信していないことを示す。こ
の図の例では、メッセージｉ１とメッセージｉ３は受信
されているが、メッセージｉ２は受信されていない。な
お、背景の代わりに「動機」を対応させてもよい。

【００３３】背景（あるいは動機）が成立したら、図２
（ｃ）により、その背景（あるいは動機）に対応する目
的が生成される。この図の例では、背景ｉが成立すると
目的ｕが生成され、背景ｊが成立すると目的ｖが生成さ
れるようになっている。

【００３４】このようにして、幾つかのメッセージを組
み合わせて背景や動機を導き出し、その背景や動機に対
応する目的を生成するようにしてもよい。

【００３５】図３（ａ）は、メッセ−ジｉに対し所定の
条件が満足されているときに種々の目的を生成する目的
生成知識の例である。１段目はメッセ−ジｉに対して条
件ａが成立すれば目的ｕが生成されることを示す。区分
の欄の「・」は、次段に条件が続かないことを意味す
る。

【００３６】２段目と３段目はメッセ−ジｉに対して条
件ｂが成立し、かつ条件ｃが成立すれば、目的ｖが生成
されることを示す。区分の欄の「＆」は、次段の条件が
「かつ」で続くことを意味する。４段目と５段目はメッ
セ−ジｉに対して条件ｂが成立するか、または条件ｓが
成立すれば、目的ｗが生成されることを示す。区分の欄
の「||」は、次段の条件が「または」で続くことを意味
する。

【００３７】なお、区分が「・」以外では目的の名称を
省略してよい。また、条件は、メッセ−ジとは別に設定
しても良いが、メッセ−ジ送信時に計算機に対してメッ
セ−ジと共に送信するようにしてもよい。さらに、図３
（ａ）の「メッセージ」の欄を「背景または動機」と
し、例えば図２（ｂ）で説明したようにメッセージに対
応する背景や動機を生成し、その背景や動機に対応する
目的を生成するようにしてもよい。さらにまた、条件毎
にメッセージが異なっていても良い。例えば図３（ａ）
の３段目がメッセージｊであったり、４段目がメッセー
ジｋ、５段目がメッセージｈであってもかまわない。

【００３８】図３（ｂ）は、一つのメッセ−ジに対して
複数の目的を同時に生成可能とする目的生成知識の例で
ある。メッセ−ジｉに対し、３つの目的ｕ、目的ｖ、お
よび目的ｗを対応させている。したがって、メッセ−ジ
ｉが受信されたときは、これら３つの目的が生成される
こととなる。例えば、車が始動しないというメッセ−ジ
が入ると、「バッテリ−上がり確認」、「始動システム
トラブル確認」、「燃料系統故障確認」など複数の目的
が生成される。

【００３９】さらに、図３（ｂ）の例では、生成する目
的に対応する優先度を備えている。優先度とはその目的
を遂行する場合の優先度を示し、優先度が高い順に目的
が遂行される。例えば、上記の例では、車が始動しなく
なったとき、エンジニアが故障を調べる効率の良い順番
や、調べる時間の短かい順番などに基づいて、各目的に
優先度を付与しておくようにする。

【００４０】図４（ａ）は、一つのメッセ−ジに対し幾
つかの条件が満足されるときに一つの目的を生成する目
的生成知識の例である。この図では、一つのメッセ−ジ
ｉに対し、条件ａ、条件ｄ、および条件ｆが満足される
とき目的ｕを生成する。また、メッセ−ジｉに対し、条
件ｂおよび条件ｅが満足されるとき、目的ｖを生成す
る。さらに、メッセ−ジｉに対し、条件ｃが満足される
とき、目的ｗを生成する。

【００４１】図３や図４の（ａ）のような構造の目的生
成知識を用いることにより、例えば、列車運行システム
から「列車遅延発生メッセ−ジ」が送信された場合、列
車種別、場所、時間帯等の複数の条件の組合せによっ
て、異なる目的が生成されるようにすることができる。
例えば、「列車遅延発生メッセ−ジ」に対し、遅延列車
が「急行」、場所が「Ａ駅Ｂ駅間」、時間帯が「午前７
時３０分以降」であれば、これらの条件を満足するとき
に目的「Ｂ駅以降待避不良解消」が生成されるというよ
うにできる。

【００４２】図４（ｂ）は、一つのメッセ−ジに対し幾
つかの条件が満足されるときに複数の目的を生成する目
的生成知識の例である。この図では、一つのメッセ−ジ
ｉに対し、条件ａ、条件ｂ、および条件ｃが満足される
とき、目的ｕ、目的ｖ、および目的ｗが生成される。ま
た、メッセ−ジｉに対し、条件ｄおよび条件ｅが満足さ
れるとき、目的ｘおよび目的ｙが生成される。

【００４３】なお、目的生成知識は、もちろん上述した
図２〜図４に限らない。図２〜図４で説明した構造を組
み合わせて、より複雑な状況下で目的を生成することも
可能である。例えば、図３（ａ）、図４（ａ）および図
４（ｂ）のような種々の条件と組み合わせたメッセ−ジ
を、背景あるいは動機に対応付ける表を作成しておき、
これと図２（ｃ）の対応表を用いて目的を生成するよう
にしてもよい。また、複数の異なるメッセ−ジと複数の
異なる条件を組み合わせたものを複数の目的に図３や図
４の（ｂ）の様に直接的に対応付けたり、これらの組合
わせをまず背景や動機に対応付けた後、複数の背景や動
機と複数のメッセージや条件の組合わせに少なくとも１
つの目的を対応付けるようにしてもよい。

【００４４】図５は、列車ダイヤの一例を示す。同図を
用いて、図４（ｂ）の形式の目的生成知識を、列車ダイ
ヤ調整システムに適用した例を説明する。

【００４５】図５において、Ａ列車の運行ダイヤをＡ’
スジ５０１およびその遅延時の運行予測ダイヤをＡ”ス
ジ５０２、Ｂ列車の運行ダイヤをＢ’スジ５０３および
その遅延時の運行予測ダイヤをＢ”スジ５０４、ａ列車
の運行ダイヤをａ’スジ５０５、ｂ列車の運行ダイヤを
ｂ’スジ５０６、ｃ列車の運行ダイヤをｃ’スジ５０７
とする。Ａ列車およびＢ列車は急行、ａ列車、ｂ列車お
よびｃ列車は各駅停車である。

【００４６】図４（ｂ）の目的生成知識において、「メ
ッセージｉ」は「急行Ａ列車遅延メッセ−ジ」、「条件
ａ」は「各停ａ列車追越し」、「条件ｂ」は「各停ｂ列
車追越し」、「条件ｃ」は「各停ｃ列車追越し」、「目
的ｕ」は「Ａ”スジＡ駅待避不良解消」、「目的ｖ」は
「Ａ”スジＢ駅待避不良解消」、「目的ｗ」は「Ａ”ス
ジＣ駅待避不良解消」であるものとする。

【００４７】例えば、急行Ａ列車が遅延し、Ａ’スジ５
０１からＡ”スジ５０２に変化したとする。このとき、
「急行Ａ列車遅延メッセ−ジ」（メッセージｉ）が発生
する。条件として、「各停ａ列車追越し」（条件ａ）、
「各停ｂ列車追越し」（条件ｂ）、および「各停ｃ列車
追越し」（条件ｃ）の３つの条件が存在するから、星印
〜星印に示す待避不良が生じて、「Ａ”スジＡ駅待
避不良解消」（目的ｕ）、「Ａ”スジＢ駅待避不良解
消」（目的ｖ）、および「Ａ”スジＣ駅待避不良解消」
（目的ｗ）といった複数の目的が生成される。

【００４８】さらに、Ａ’スジ遅延によって、Ｂ’スジ
５０３もＢ”スジ５０４のようにＡ列車遅延の影響を受
けて変化し、星印および星印に示す待避不良を生じ
る。このとき、条件として「各停ｂ列車追越し」および
「各停ｃ列車追越し」といった条件が存在すれば、
「Ｂ”スジＢ駅待避不良解消」、および「Ｂ”スジＣ駅
待避不良解消」という目的が生成される。

【００４９】これは、「急行Ａ列車遅延メッセ−ジ」に
対して「Ｂ列車の各停ｂ列車追越し」および「Ｂ列車の
各停ｃ列車追越し」の条件で、「Ｂ”スジＢ駅待避不良
解消」、および「Ｂ”スジＣ駅待避不良解消」という目
的が生成されるように、例えば図４の（ｈ）の様な構成
の目的生成知識を用意しておけばよい。あるいは、「急
行Ｂ列車遅延メッセ−ジ」を発行して、そのメッセージ
に対してこれらの目的を生成するようにしてもよい。

【００５０】また、Ａ’スジの遅延時間がさらに長くな
ったときなどは、後述する図８のように、「折り返し不
良解消」（８０５）や「出入庫不良解消」（８０６）と
いった目的が生成される場合もある。

【００５１】次に、図６を参照して、知識デ−タ記憶部
１３０の目的遂行知識記憶部１３２に記憶されている目
的遂行知識について説明する。

【００５２】図６は、目的遂行知識の最も基本的な実施
例である。生成された目的に対し、その遂行方法が記載
されている。例えば、目的ｕを遂行するためには実行手
続きｒを実行し、同様に目的ｖを遂行するためには実行
手続きｓを実行し、目的ｗを遂行するためには実行手続
きｔを実行すべきことが記載されている。

【００５３】図７は、図１のシステムで目的生成および
遂行を行なう際の処理手順を示すフローチャートであ
る。ここでは、目的生成知識として図２（ａ）の形式の
ものを、目的遂行知識として図６の形式のものを、それ
ぞれ用いたとして説明する。

【００５４】本実施例のシステムでは、まずブロック７
０１で、メッセ−ジ（例えば、列車情報など時間的に変
化する情報）を受信し、メッセ−ジキュ−１２１に入れ
る。次に、ブロック７０２で、メッセ−ジキュ−１２１
からメッセ−ジを取り出す。

【００５５】ブロック７０３では、取り出したメッセ−
ジを目的生成知識記憶部１３１の目的生成知識のメッセ
−ジ部と比較する。目的生成知識のメッセ−ジ部とは、
図２（ａ）のメッセージ名称が記載されている部分（例
えば、２０１）をいう。比較の結果、一致するものがあ
れば対応する目的（例えば、２０２）を取り出し、ブロ
ック７０４に進む。ここで取り出した目的が生成された
目的であり、生成された目的は生成目的記憶部１２２に
記憶される。

【００５６】ブロック７０３で、もし、メッセ−ジに対
応する目的がなければ、目的を生成せずに、次のメッセ
−ジを取出すためブロック７０２に戻る。なお、一致す
るメッセ−ジがない場合は、デフォルトで目的を生成す
るようにしてもよい。その場合には、デフォルトの目的
を生成して、ブロック７０４に進む。

【００５７】ブロック７０４では、目的遂行知識記憶部
１３２の目的遂行知識を用いて、生成した目的を遂行す
る。すなわち、生成した目的に対応する実行手続きを読
出して実行する。目的を遂行する方法には、目的を下位
の目的に分割したり統合する手続きも含まれる。そのよ
うな場合は、その構造に従って必要に応じて目的分割
し、下位目的へと単純化して遂行し、統合し、目的遂行
結果７０５を出力する。

【００５８】目的遂行後は、ブロック７０２に戻り、次
のメッセ−ジを取りだし、目的の生成・実行を繰り返
す。ブロック７０２で取り出すべきメッセ−ジがなけれ
ば、次のメッセ−ジ受信のため、ブロック７０１に戻
る。ブロック７０２で受信メッセ−ジがなければ、オペ
レーティングシステム１１０に制御を戻して、メッセ−
ジを待つことも可能である。ブロック７０２で、取り出
したメッセ−ジがシステム終了メッセ−ジならば、シス
テムにおける目的生成および遂行処理を終了させる。

【００５９】上記では図２（ａ）の形式の目的生成知識
を用いた例を示したが、図２（ｂ）〜図４（ｂ）の目的
生成知識を用いても同様である。

【００６０】ただし、図２（ｂ）および図２（ｃ）の形
式の目的生成知識を用いる場合は、ブロック７０１で、
受信したメッセージを図２（ｂ）の対応表と比較し、一
致すれば動機や背景を生成し、その動機や背景をメッセ
−ジキュ−１２１に入れるようにする。また、組になっ
ている全メッセ−ジが受信済みであるかどうかを確認す
るために、受信したメッセージに対応する受信／未受信
の記憶エリア（図２（ｂ））を「受」とする。以後、背
景や動機をメッセ−ジと同様に取り扱う。

【００６１】図３（ａ）の形式の目的生成知識を用いる
場合は、ブロック７０３で、取り出したメッセ−ジを目
的生成知識のメッセ−ジ部と比較する際に、さらに条件
（図３（ａ）の条件ａ、条件ｂなど）をチェックし、所
定の条件が満たされているときに対応する目的を生成す
るようにする。

【００６２】図３（ｂ）の形式の目的生成知識を用いる
場合は、ブロック７０３で目的生成する際に複数の目的
を取り出し、順序付け（一般に構造化）する。順序付け
とは、これらの複数の目的を優先度が高い順に取り出さ
れる順序で生成目的記憶部１２２に記憶することであ
る。

【００６３】図４（ａ）の形式の目的生成知識を用いる
場合は、ブロック７０３で目的生成する際に、各条件
（図４（ａ）の条件ａ、条件ｄなど）をチェックして、
これらの条件をも満足する目的を取り出すようにする。
図４（ｂ）の形式の目的生成知識を用いる場合も同様で
ある。

【００６４】（実施例２）次に、本発明の第２の実施例
を説明する。第２の実施例は、上述の第１の実施例と同
様に図１のシステム構成を備え、図２〜図４に示した目
的生成知識を用いているので、これらについては説明を
省略する。第２の実施例では、目的遂行知識が目的戦略
ネットとして記憶されている。目的戦略ネットとは、目
的と目的の遂行方法である戦略とをネットワークの形式
で記憶したものである。

【００６５】図８は、移動体（特に列車）の運行の乱れ
の回復（運転整理と呼ぶ）という目的を遂行するための
目的戦略ネットの例を示す。「運転整理」８０１は最上
位の目的である。この目的８０１を達成するための戦略
として、「優等到着時分重視」８０２、および「営業車
定時発重視」８０３という２つの戦略がある。

【００６６】「待避不良解消」８０４、「折返し不良解
消」８０５、および「出入庫不良解消」８０６は、戦略
８０２における目的８０１の下位目的である。これらの
目的や戦略は、目的遂行知識として、あらかじめ計算機
１００の目的遂行知識記憶部１３２に組み込まれてい
る。

【００６７】第２の実施例において、受信したメッセー
ジからの目的の生成は、上記第１の実施例と同様に目的
生成知識を用いて行なう。ここで、例えば本実施例では
目的戦略ネットが備えられているので、図７のブロック
７０３などで目的を生成する際に、あらかじめ目的戦略
ネットに既に組み込まれた目的（データブロック又はフ
レーム）をそのまま使用することもできる。この場合、
具体値だけが異なる目的を複数同時に処理することはで
きないから、メモリ負荷は小さいが処理機能（並列処理
や目的間の競合処理などの機能）は低い。

【００６８】一方、目的戦略ネットとして既に組み込ま
れた目的（フレーム又はデータブロック）をコピーし、
これに属性を設定することにより目的を生成してもよ
い。例えば、上述した図５の例では、急行Ａ列車遅延メ
ッセ−ジに対して新たに「Ａ”スジＡ駅待避不良解消」
などの目的が生成されることになるが、このとき目的戦
略ネットとして既に組み込まれている目的をそのままは
使わずこれをコピーして用いることができる。

【００６９】すなわち、図８に示すような目的戦略ネッ
トが存在するなら、この目的戦略ネットに既に組み込ま
れている「待避不良解消」８０４をコピーしてその属性
を変更することにより、「Ａ”スジ待避不良解消」８０
７という目的を生成し、同様にして「Ａ”スジＡ駅待避
不良解消」（目的ｕ）８０８、「Ａ”スジＢ駅待避不良
解消」（目的ｖ）８０９、および「Ａ”スジＣ駅待避不
良解消」（目的ｗ）８１０という目的を生成する。

【００７０】また、Ｂ列車についても、同様にして既に
組み込まれている「待避不良解消」８０４をコピーして
属性を変更することにより、「Ｂ”スジ待避不良解消」
８１１、「Ｂ”スジＢ駅待避不良解消」８１２、および
「Ｂ”スジＣ駅待避不良解消」８１３という目的を生成
する。これらの目的を展開・遂行する場合、必要なら戦
略をコピーしても良い。

【００７１】ところで、図８の目的戦略ネットにおい
て、目的８０４をコピーして動的に時変目的８０７〜８
１３が生成されたとき、自動的にあるいはユーザー指示
により、その上位目的である目的８０１に活性化要求を
出すようにしてもよい。これにより、目的８０１が活性
化され、あるいは目的８０１のコピーが新たな目的とし
て生成される。

【００７２】このようにすれば、例えば、目的８０４が
遂行できても、目的８０１が達成できないときは、目的
８０４の他の戦略（例えば、戦略Ｂ）を実行し、さらに
必要なら目的８０５，８０６の遂行戦略を、自動あるい
はユーザーとの対話により、変更するといったことがで
きる。すなわち、下位目的の調和の取れた遂行つまり協
調により上位目的８０１の達成を図ることが可能とな
る。さらに戦略８０２で駄目なら戦略８０３により、異
なる目的分割・統合を行ない協調をとって、上位目的８
０１の達成をはかる知能システムの実現が可能となる。
このように、下位の要求を出すだけで上位の要求を推論
して大局的な判断をする知能を持つシステムが実現でき
る。

【００７３】次に、目的生成部１２５によって生成され
た目的の制御処理を行なうための目的遂行知識を説明す
る。

【００７４】図９は、目的生成部１２５によって生成さ
れた目的の制御処理を行なうための目的遂行知識記憶部
１３１内の目的遂行知識の例である。生成された目的９
０１をディスプレイ１４４に表示し、オペレ−タが図１
に示すキ−ボ−ド１４２やマウス１４３により計算機に
対してメッセ−ジを送信することによって、目的の実
行、保留、削除などを行なう。これらの制御用メッセー
ジはオペレータ以外に他のシステムや計算機、あるいは
他のプログラムさらには推論部や目的遂行プログラム自
身から送信することも可能である。

【００７５】例えば、実行メッセ−ジ９０２を受信する
と、目的キュ−（生成目的記憶部）１２２から目的を取
り出し実行する（９０５）。目的の実行最中に、後に受
信されたメッセ−ジに対する処理を先に行なう必要が生
じたとき、保留メッセ−ジ９０３を出すと、目的キュ−
１２２の中の現在実行中の目的を削除あるいは保留状態
にし、メモリ内の保留目的キュ−１２３に移動して、実
行中の目的を保留にする（９０６）。次に、メッセ−ジ
キュ−１２１に格納されたメッセ−ジに対する目的を生
成し、目的遂行後、目的キュ−１２２に、保留してあっ
た目的を実行状態にする、あるいは入れ直し、目的の遂
行を再開する（９０６）。また、目的実行最中に削除メ
ッセ−ジ９０４を出すことにより、生成された目的を目
的キュ−１２１から削除することも可能である（９０
７）。

【００７６】（実施例３）次に、本発明の第３の実施例
を説明する。この実施例は、図１の全体構成を基にして
知識をフレ−ムあるいは型つまり上位の構造を継承でき
るクラス属性を持つデータブロック（以下、フレームで
統合的に述べる）で表現した実施例である。

【００７７】図１０は、本実施例における目的生成知識
の例である。本実施例では、図１の知識デ−タ記憶部１
３０内の目的生成知識記憶部１３１のデ−タ、つまり目
的生成知識をフレ−ムで表現している。

【００７８】図１０（ａ）は、目的生成戦略を示すフレ
ームである。クラス１００１は、当該フレームが何のあ
るいは何の型のフレームであるかを示すデータを設定す
るスロットである。このフレームでは目的生成戦略と記
載されている。メッセージ１００２は、受信したメッセ
ージの内容が設定されるスロットである。対象目的１０
０３は、この目的生成戦略により生成する目的を示す。
条件１００４は、図３や４の条件と同様、対象目的を生
成する際の条件を示す。上位目的１００５は、対象目的
の上位目的を示す。戦略名１００６は、この戦略の名称
を示す。

【００７９】図１０（ｂ）は、擬人を示すフレームであ
る。擬人（図１の１２４，１３３）とは、状況変化や遂
行中の目的や戦略およびその遂行結果や上位目的など、
目的の遂行や評価・統合に必要な各種の属性（変数）や
手続きを記憶するためのデータとこれらのデータを共有
するプログラム群のパッケージである。この属性を表現
する変数はパッケージ中のプログラムだけがその値を共
有し参照・変更することができる。核擬人１２４は推論
部１２０が使用する擬人である。

【００８０】擬人とは、いわば専門家に相当する。例え
ば、ある目的を達成したいときに、その目的を幾つかに
分割しそれぞれの目的を各擬人に分担して処理させる。
これにより、複雑な問題を複数の専門家が協力して解決
するような処理を実現あるいはモデル化できる。

【００８１】図１０（ｂ）の擬人を示すフレームにおい
て、クラス１０１１はこのフレームが擬人であることを
示す。対象１０１２は、処理の対象を設定するスロット
である。所属１０１３は、処理の対象の所属を設定する
スロットである。遅延量１０１４は、処理の対象である
列車の遅延量を設定するスロットである。上位目的１０
１５は、当該擬人が遂行中の目的の上位目的を示す。名
称１０１６は、当該擬人の名称を示す。

【００８２】図１０（ｃ）は、メッセージを示すフレー
ムである。クラス１０２１は、このフレームがメッセー
ジを示すものであることを示す。ｉｄ１０２２は、メッ
セージのｉｄ（識別子）を設定するスロットである。送
信元１０２３はメッセージの送信元、送信先１０２４は
メッセージの送信先を示す。内容１０２５は、メッセー
ジの内容を示す。遅延列車１０２６は遅延している列車
を示し、遅延時分１０２７は遅延列車の遅延時分（本例
では２０分遅延）を示す。

【００８３】図１０（ｄ）は、条件を示すフレームであ
る。クラス１０３１は、このフレームが条件であること
を示す。ｉｄ１０３２は、条件のｉｄ（識別子）を示
す。内容１０３３は、この条件の内容を示す。本例で
は、遅延量スロットの値が中であるという条件の内容を
示す。図１０（ｅ）も図１０（ｄ）と同様の条件を示す
フレームである。クラス１０４１、ｉｄ１０４２、およ
び内容１０４３の意味は、図１０（ｄ）のクラス１０３
１、ｉｄ１０３２、および内容１０３３と同様である。

【００８４】このようなフレームを備えた本実施例にお
いて、受信したメッセージに対応する時変目的の生成は
以下のように行なわれる。

【００８５】まず、本システムでメッセ−ジＭ（付属情
報をパラメ−タとして付加したメッセ−ジでも良い）を
メッセ−ジ受信部１２７で受信したとする。このとき、
目的生成部１２５は、目的生成知識記憶部１３１に記憶
されたデ−タ、つまり第１の実施例で述べた図２〜図４
のような目的生成知識を用いて目的を生成する。本実施
例では、メッセ−ジと複数の条件に対して目的を生成す
る、図４（ａ）の目的生成知識の例で説明するものとす
る。

【００８６】具体例として、他社線直通の列車が、他社
線に入る前に遅延したとし、他社線に入る前にこの他社
線直通列車の遅延を解消したい場合を考える。

【００８７】まず、「遅延列車あり」という、遅延デ−
タを含むメッセージＭを受信すると、システムは、その
メッセージに応じて、遅延データも参照して、図１０
（ｃ）のように、クラス１０２１、ｉｄ１０２２、送信
元１０２３、送信先１０２４、内容１０２５、遅延列車
１０２６、および遅延時分１０２７を設定して、メッセ
ージのフレームを作成する。

【００８８】次に、このメッセージを参照して、さらに
システムは、図１０（ｂ）の擬人フレ−ムに、対象１０
１２、所属１０１３、遅延量１０１４などのスロットの
値を設定する。

【００８９】次に、クラスが目的生成戦略１００１であ
る図１０（ａ）のフレ−ムのメッセ−ジスロット１００
２に、メッセージＭの内容スロット１０２５の値を設定
する。ここで、条件１００４について、クラスが「条
件」１０３１、ｉｄが「条件Ｋ」１０３２、内容が
「｛遅延量、中｝」１０３３であるフレーム（図１０
（ｄ））、およびクラスが「条件」１０４１、ｉｄが
「条件Ｌ」１０４２、内容が「｛所属、Ｗ線区｝」１０
４３であるフレーム（図１０（ｅ））が存在し、また上
位目的スロット１００５の値が（現在、実行中あるいは
登場中の）擬人フレーム（図１０（ｂ））の上位目的１
０１５の値と一致し、かつ該擬人フレームの遅延量スロ
ットと所属スロットの値が上記条件Ｋ、条件Ｌの内容に
指定した値、それぞれ「中」、「Ｗ線区」と一致すれ
ば、対象目的スロット１００３の目的Ｓを生成すること
ができる。

【００９０】なお、目的生成戦略フレーム（図１０
（ａ））のメッセージスロット１００２、上位目的スロ
ット１００５、条件スロット１００４を指定しなけれ
ば、デフォルトでこれらを任意とし、このフレームの対
象目的スロット１００３の値を目的として生成すること
もできる。これらの一部、例えば上位目的スロット１０
０５の値だけ設定しないで、上位目的には無関係に目的
を生成することもできる。

【００９１】さらに、生成目的スロットの代わりに、削
除目的スロット、中断目的スロット、遂行保留目的スロ
ット、再開目的スロット等を持つ目的遂行制御用の戦略
フレームを用意すれば、目的生成戦略フレームの場合と
同様にして、目的制御のための知識を表現し、推論部１
２０がこれらを利用して、目的の生成・削除・遂行の制
御を行なうようにすることもできる。勿論、フレームの
替わりに通常のデ−タブロックを用いても良い。

【００９２】さらに、生成・削除する目的を複数指定し
ても良い。目的の生成には元の目的フレ−ムをコピ−
し、コピ−したフレ−ムのスロットに具体値を設定す
る。元のフレ−ムのスロットに具体値を設定しても勿論
良い。後者の場合はメモリが節約できるが、同じクラス
の目的を複数生成することはできない。第２の実施例で
述べたように、目的がフレ−ムでなく、単なるデ−タブ
ロックの場合も同様にコピ−してもしなくても良い。

【００９３】図１１は、本実施例で用いた目的戦略ネッ
ト、すなわち目的とその下位目的への分割・達成戦略の
再帰的な階層ネットワ−クを示す。

【００９４】図１１において、図１０で説明したように
生成された目的Ｓ（１１０１）から戦略Ａ（１１０２）
または戦略Ｂ（１１０３）への結合はＯＲである。これ
は、目的Ｓに対し戦略Ａと戦略Ｂのいずれかが選択され
ることを示す。

【００９５】次に、戦略Ａ（１１０２）から目的Ａ（１
１０４）、目的Ｂ（１１０５）…への結合はＡＮＤであ
る。これは、例えば目的Ａ（１１０４）から右方向に目
的Ｂ（１１０５）および目的Ｃ（１１０６）の順に逐次
処理を行なう必要があることを示す。もちろんＡＮＤで
結合されたすべての目的が遂行されればよいから、並列
処理あるいは遂行順序は自由（順不同）としてもよい。
それらは、戦略（この場合は戦略Ａ）、例えばその遂行
順序スロット１６２４で指定できる。

【００９６】このように、目的・戦略ネットは、目的
と、その生成・削除・遂行制御・分割・達成・統合の戦
略により、知識を体系的に多階層構造化できる。さら
に、図９の例で述べた、目的の生成・削除・遂行制御な
どの戦略も目的戦略ネットに組み入れることができる。
例えば、図１１の戦略Ａ（１１０２）は、目的Ａ、目的
Ｂ、…を生成する戦略であり、戦略３（１１１７）は、
目的Ｃ（１１０６）を削除する戦略、あるいは目的５
（１１１６）を遂行後目的Ｂ（１１０５）の実行を保留
するという遂行＆保留戦略である、というような設定も
可能である。

【００９７】このように目的戦略ネットを用いると知識
エンジニアやエンドユ−ザ−はノウハウを分析・整理
し、容易に計算機に組みこむことができる。また、知識
やプログラムの追加・変更を容易にする。

【００９８】次に、生成された時変目的や分割生成され
た下位目的の記憶状態について説明する。

【００９９】図１２および図１３は、目的生成知識記憶
部１３１の目的生成知識を用いて生成された時変目的、
および図１１の目的・戦略ネットによって分割し生成さ
れた下位目的を、一時的に記憶しておく生成目的記憶部
（目的キュー）１２２の記憶状態を示す。

【０１００】生成目的記憶部１２２においては、時変目
的をキュ−（先入れ先出し）として、下位目的をスタッ
ク（後入れ先だし）として、それぞれ記憶する。すなわ
ち、図１２の生成目的記憶部１２２の左側がキュ−とし
ての入口であり、受信したメッセージから動的に生成さ
れた時変目的を記憶するための入口である。また、図１
２の生成目的記憶部１２２の右側がスタックとしての入
口であり、目的戦略ネットによって目的が分割・生成さ
れたとき、その分割・生成された下位目的を記憶するた
めの入口である。

【０１０１】図１２の上段は、キュ−として左方向から
時変目的Ｓ（図１１の１１０１）を記憶した状態を示
す。中段は、図１１で目的を分割する戦略Ａ（１１０
２）を選択し、分割された下位目的を生成目的記憶部１
２２に記憶した状態を示す。生成目的記憶部１２２の左
方向から、目的Ｃ（１１０６）、目的Ｂ（１１０５）、
目的Ａ（１１０４）の順に、スタックとして記憶されて
いる。

【０１０２】下段はさらに、目的Ａ（１１０２）に対し
て、その目的を分割する戦略１（１１１０）を適用して
得られた下位目的を、やはり生成目的記憶部１２２の左
方向から、目的５（１１１６）、目的４（１１１５）、
…の順に、スタックとして記憶した状態を示す。

【０１０３】このように、目的・戦略ネットを用いて分
割し生成されたすべての下位目的が生成目的記憶部１２
２にスタックされたら、スタックの先頭つまり、図１３
のように、生成目的記憶部１２２の右側から、目的１
（１１１２）、目的２（１１１３）、…の順に目的を取
り出して、目的の遂行・統合処理を行なっていく。な
お、取り出して処理した目的は、生成目的記憶部１２２
から消去する。

【０１０４】目的５（１１１６）までの処理が終了した
ら、図１３の中段に示すように、目的Ａ（１１０４）を
取り出して、達成と評価されれば生成目的記憶部１２２
から消去する。

【０１０５】次に、目的Ｂ（１１０５）に対する戦略ｂ
（１１１８）を選択し、図１３の下段のように、その下
位目的である目的ａ（１１０７）、目的ｂ（１１０
８）、目的ｃ（１１０９）をスタックし、上記と同様の
処理を繰返し、目的戦略ネットに従った目的の分割・遂
行・統合処理（目的協調推論処理）を行っていく。バッ
クトラックその他の目的遂行や制御に必要となる、目的
の属性は目的フレーム（データブロック）あるいは目的
併合型フレーム（データブロック）の属性を参照する。
例えば目的のレベルスロットの値が３以上の目的はバッ
クトラックの対象とせずスキップする。分割遂行は、特
開平２−１４３２３号に記載された方式と同様にすれば
よい。

【０１０６】図１４は、本実施例のシステムで目的生成
および遂行を行なう際の処理手順を示すフローチャート
である。

【０１０７】本実施例のシステムでは、まずブロック１
４０１で、受信したメッセ−ジ（例えば、列車遅延情報
など時系列的に変化する情報）をメッセ−ジキュ−１２
１に入れる。次に、ブロック１４０２で、メッセ−ジキ
ュ−１２１からメッセ−ジを取り出す。取り出すべきメ
ッセージがなければ、ブロック１４０１に戻る。取り出
したメッセージが終了メッセージであるときは、処理を
終了する。

【０１０８】ブロック１４０２でメッセージを取り出し
たら、ブロック１４０３で、図１０あるいは図２〜４に
示したような目的生成知識を用いて、メッセ−ジに対応
する目的を生成し、生成目的記憶部（目的キュ−）１２
２にキュ−イングする。目的が生成されたら、図１１で
説明した目的戦略ネットを用いて目的を遂行する。ま
ず、ブロック１４０４で、目的キュ−１２２から目的を
取り出す（キュ−から削除はしない）。目的キュ−１２
２が空なら、ブロック１４０２に戻り、次のメッセ−ジ
を取り出す。

【０１０９】ブロック１４０４で目的を取り出したら、
ブロック１４０５で、目的に対応する複数の戦略から、
状況に合うものを選択する。

【０１１０】まず、戦略の型（後述する図１６のタイプ
スロットの値で指定する。あるいは図１０の様にクラス
スロットの値として戦略の型も指定しても良い。）が時
変目的生成型であれば、ブロック１４０５からブロック
１４０９を介してブロック１４０３に進み、その生成目
的スロットに指定された時変目的を生成し、目的キュ−
１２２にキュ−イングする。生成目的スロットの値が空
なら、生成手段スロットに指定された手段（ル−ル群ま
たは関数）を起動し、ここからメッセ−ジを発行させ
る。そして、ブロック１４０５からブロック１４０９を
介してブロック１４０１に進み、処理を続ける。

【０１１１】なお、時変目的生成型の戦略は時変目的を
生成する戦略であり、そのフレームには、生成すべき時
変目的を示す生成目的スロット１６１８と、生成目的ス
ロットの値が空のときに起動すべき手段を示す生成手段
スロット１６１９とが、設けられている。

【０１１２】ブロック１４０５で、選択された戦略が下
位目的生成型の戦略（下位目的を生成する戦略）なら、
下位目的生成モ−ドを設定し、ブロック１４０５からブ
ロック１４０９を介してブロック１４０３に進み、生成
した下位目的を目的キュ−１２２へスタックする。他は
時変目的の場合と同じである。

【０１１３】ブロック１４０５で、選択された戦略が分
割型の戦略（目的を分割する戦略）であれば、ブロック
１４０６で、目的を下位目的に分割し、目的キュ−１２
２にスタックする。そして、再びブロック１４０４に戻
り、目的キュ−１２２から目的を取り出し、ブロック１
４０５で、戦略を選択する動作を繰り返す。

【０１１４】ブロック１４０５で、選択された戦略が実
行型の戦略（目的を達成するための手続きやルール群を
実行する戦略）であれば、ブロック１４０７で、目的を
実行する。その結果、目的の達成を確認したら、システ
ムは達成済みの目的を目的キュ−１２２から削除し、そ
の後、ブロック１４０４に戻る。

【０１１５】なお、後述する図１６や図１７の戦略のよ
うに、継続条件が指定されている戦略がある。継続条件
は、例えば処理の繰り返し回数などで指定される。ブロ
ック１４０７では、この継続条件をチェックし、継続条
件が満たされている間はその戦略を繰り返し遂行するよ
うにし、継続条件が満たされなくなったらその目的を削
除するようにしている。

【０１１６】ブロック１４０５で選択した戦略が目的制
御型（削除、中断、保留、再開、優先実行、遂行＆保留
等）なら、ブロック１４０８で目的の制御を行なう。

【０１１７】すなわち、ブロック１４０５で選択した戦
略が目的制御型のうち目的削除型の戦略（例えば、図１
０（ａ）のクラススロットの値が目的削除戦略であるも
の）なら、ブロック１４０８で、その目的削除型の戦略
フレームの対象目的スロットに指定されている目的を目
的キュー１２２から削除し、ブロック１４０４に戻り、
つぎの目的を目的キュー１２２から取り出す。

【０１１８】ブロック１４０５で選択した戦略が目的保
留型の戦略なら、ブロック１４０８で、その目的保留型
の戦略フレームの対象目的スロットに指定されている目
的の実行状態（後述する図１６の１６０９）を保留と
し、ブロック１４０４に戻る。システムは、ブロック１
４０４で取り出した目的が保留状態なら、その目的およ
びレベル（後述する図１６のレベルスロット１６０３の
値）がそれと同等か、より低い目的の実行を保留し、つ
ぎの目的を実行する。勿論、他の目的の実行もすべて保
留したり、保留を指示された目的の実行だけを保留する
方法をとってもよい。

【０１１９】また、第１の実施例（図８）で述べたよう
に、保留したい目的を目的キュー１２２から削除し、保
留目的キュー１２３に入れ、再開型の戦略の実行時や、
再開要求メッセージ受信時に、保留目的キュー１２３か
ら目的キュー１２２に移して実行しても良い。

【０１２０】ブロック１４０５で選択した戦略が中断型
なら、ブロック１４０８で、その中断型の戦略フレーム
の対象目的スロットに指定されている目的とその下位目
的の遂行を中断し、これらをすべて目的キュー１２２か
ら削除して、あるいは削除せずに、その実行状態スロッ
ト（後述する図１６の１６０９）の値を中断とし、ブロ
ック１４０４に戻る。

【０１２１】ブロック１４０５で選択した戦略が優先実
行型の戦略（図１０（ａ）のクラススロット１００１の
値が優先実行戦略）なら、その優先実行型の戦略フレー
ムの対象目的スロットに指定されている目的を目的キュ
ーの先頭に取り出し、先に実行する。元の目的の実行は
一時中断されるが、優先目的の実行が終了すれば、再び
実行される。

【０１２２】ブロック１４０５で選択した戦略が再開型
なら、その再開型の戦略フレームの対象目的スロットに
指定されている目的とその下位目的について、実行状態
スロット（後述する図１６の１６０９）の値を保留や中
断から実行に変え実行可能とする。

【０１２３】すべての下位目的の実行が終了すれば、ブ
ロック１４０４で上位の目的が取り出され、その達成が
確認されれば、目的キュ−１２２からこれを削除し次の
目的を取り出して処理する。上位の目的の達成が確認さ
れなければ（評価がＯＫ以外なら）、調整したり、他の
戦略を選択する。他の戦略を選択しても目的が達成でき
なければ、以前の目的や上位の目的に後戻り（バックト
ラック）することも可能である。このためには達成済み
の目的や戦略を、例えば保留目的キュー１２３やそのコ
ピー等に保存しておき、後戻り時に、これを再び目的キ
ューに戻せば良い。

【０１２４】ブロック１４０４で目的キュ−１２２が空
なら、ブロック１４０２に戻り、次のメッセ−ジを取り
出す。メッセ−ジが空なら、ブロック１４０１に戻る。
ブロック１４０１で、受信メッセ−ジがなければオペレ
ーティングシステム１０１に制御を戻して待つようにし
てもよい。ブロック１４０２で取り出したメッセ−ジ
が、システム終了メッセ−ジなら、処理を終了する。

【０１２５】ここで応答性改善のため、メッセ−ジ受信
時は、目的遂行を中断し、直ちに目的を生成して目的キ
ュ−１２２に入れ、その後、中断中の目的の実行を再開
するようにしてもよい。また、受信したメッセ−ジが目
的の実行要求メッセ−ジなら、実行要求された目的を目
的キュ−１２２の先頭に出して遂行し、遂行完了後、中
断中の目的を実行再開するようにしてもよい。

【０１２６】ブロック１４０４で取り出した目的や、ブ
ロック１４０５で選択された戦略の分身数属性（後述す
る図１６の分身数スロット１６０５や１６１５、図１７
の１７０６）の値が正であれば、システムは自プロセス
の内容をコピ−して、同一内容の別プロセス（分身と呼
ぶ）を指定された分身数だけ生成し、これらの分身に代
替戦略を遂行させ、結果がＯＫの戦略あるいは代替案の
うち最優先のものを選択する。

【０１２７】（実施例４）次に、本発明の第４の実施例
を説明する。

【０１２８】図１５から図１８は、本発明を列車ダイヤ
の乱れの回復、つまり運転整理に活用した具体的な実施
例である。本実施例の運転整理を行なうシステムでは、
列車遅延などの問題点が、ディスプレイ上の列車ダイヤ
図に星印で表示される。利用者が、その星印をピックす
ることにより、例えば最終列車遅延など、ピックした位
置の問題点を記号表現したメッセ−ジがシステムに入力
される。

【０１２９】本実施例のシステムの構成は、上述の実施
例３と同様の図１に示す構成である。また、処理手順
は、上述の図１４と同様である。本実施例のシステムに
おいて、上述のように利用者がディスプレイ上の列車ダ
イヤ図の星印をピックしてメッセージを入力すると、そ
のメッセージに対応する時変目的が生成される。

【０１３０】図１５（ａ）は、本実施例で用いる目的生
成知識を示す。メッセージとして入力される問題点と、
その問題点に対応して生成される目的が、記載されてい
る。本実施例の場合、ピックしたときの問題点が、図１
５（ａ）のテーブルのいずれの条件とも一致しないとき
は、最後の「default 」に対応する目的が生成される。

【０１３１】以下では、「default 」に対応した「東京
駅定時発」という目的が生成されたとして説明する。な
お、このテ−ブルの条件項の設定により、同一の星印を
ピックしたとき、つまり同一のメッセ−ジに対し、東京
定時発目的でなく、その下位の運用変更目的あるいはま
ったく別の目的を具体化または生成することも可能であ
る。

【０１３２】図１５（ｂ）は、本実施例で用いる目的遂
行知識の具体例である。これは上述の実施例３でも説明
した目的戦略ネットである。

【０１３３】図１５（ｂ）の目的戦略ネットにおいて、
目的および戦略は、フレーム（データブロック）によっ
て表現されているものとする。目的遂行のためには、ま
ず目的に対して適用可能な戦略を選択する。例えば、
「東京駅定時発」という目的１５０１を遂行するのであ
れば、その目的１５０１に対応する「運休戦略」１５０
２、「発番遵守戦略」１５０３、「入庫車運用戦略」１
５０４といった複数の戦略から、状況に合うものを選択
する。

【０１３４】いま、「発番遵守戦略」１５０３が選択さ
れたとする。これは対象とする列車を「東京駅定時発」
させるために、まず発車番線は遵守するという戦略をと
るということである。「発番遵守戦略」１５０３は、分
割型の戦略であり、「同一発番可能な車両を探す」とい
う下位目的１５０５と「運用変更」１５０６という下位
目的が生成される。さらに、下位目的に対する戦略を選
択する動作を繰り返す。

【０１３５】また、「運用変更」１５０６という目的が
実行型であれば、指定された手続きやル−ル群により目
的を実行し、実行を終了したら、目的キュ−１２２から
取り出す。目的キュ−１２２が空になれば、メッセ−ジ
受信待ち状態になり、オペレーティングシステム１１０
に制御を戻して待つ。

【０１３６】図１６（ａ）は、上述したように生成され
た目的「東京駅定時発目的」１５０１のフレ−ム（デー
タブロック）による表現例である。星印により表示され
ていた不良の種別、問題発生駅、問題列車などを、それ
ぞれ順に対象不良、対象駅、対象列車などのスロットに
より表現する。

【０１３７】この目的を表すフレ−ムの場合は、 クラス ：目的（１６０１）、 名称 ：東京駅定時発（１６０２）、 レベル ：１（１６０３）、 タイプ ：分身型（１６０４）、 分身数 ：３（１６０５）、 適用可能戦略：｛発番線遵守戦略、入庫車活用戦略、運
休戦略｝（１６０６）、 対象不良 ：折り返し不良（１６０７）、 対象駅 ：東京（１６０８）、 実行状態 ：保留（１６０９）、 対象列車 ：２０４０Ａ（１６１０） といった内容のスロットを持つ。

【０１３８】図１６（ｂ）は、図１６（ａ）のフレ−ム
（データブロック）中の適用可能戦略スロット（１６０
６）に指定された「発番線遵守戦略」に対する戦略フレ
−ムの表現例である。この戦略フレ−ムの場合は、 クラス ：戦略（１６１１）、 名称 ：発番線遵守戦略（１６１２）、 適用可能目的：東京定時発（１６１３）、 適用可能状況：発車まで３０分以下（１６１４）、 分身数 ：２（１６１５）、 下位目的 ：｛同一番線の未発車列車探索、運用変
更｝（１６１６）、 タイプ ：分割型（１６１７）、 生成目的 ：｛｝（１６１８）、 生成手段 ：目的生成手段Ｋ（１６１９）、 代替手段 ：｛代替手続き１、代替手続き２｝（１６
２０）、 調整手段 ：｛主調整手続き、代替調整手続き１、代
替調整手続き２｝（１６２１）、 継続条件 ：｛繰返回数，７｝（１６２２）、 優先度 ：７０（１６２３） といった内容のスロットを持つ。

【０１３９】ここで目的の適用可能戦略か戦略の適用可
能目的のいずれかが無くても良い。戦略が適用可能な目
的が探索可能だからである。もちろん目的生成戦略など
目的制御用の戦略は、上記の両方が無くても良い。上記
の両方を持つ場合、先に目的の適用可能戦略を実行する
と、通常、処理効率が良い。また、推論前にコンパイル
し、適用可能な目的から戦略にリンクを張ることによ
り、戦略の適用可能目的だけ、あるいは両者を混在させ
ても適用可能戦略を効率良く取出せる。

【０１４０】図１６（ａ）および図１６（ｂ）に示した
目的フレームおよび戦略フレームは、１つの目的併合戦
略として組み合わせてもよい。図１７は、目的併合戦略
フレームの表現例である。この目的併合戦略フレ−ムの
場合は、 クラス ：戦略（１７０１）、 名称 ：発番線遵守戦略（１７０２）、 目的名称 ：東京定時発（１７０３）、 適用可能目的：東京定時発（１７０４）、 適用可能状況：発車まで３０分以下（１７０５）、 分身数 ：２（１７０６）、 下位目的 ：｛同一番線の未発車列車捜索、運用変
更｝（１７０７）、 タイプ ：分割型（１７０８）、 生成目的 ：｛｝（１７０９）、 生成手段 ：目的生成手段Ｋ（１７１０）、 代替手段 ：｛代替手続き１、代替手続き２｝（１７
１１）、 調整手段 ：｛主調整手続き、代替調整手続き１、代
替調整手続き２｝（１７１２）、 継続条件 ：｛繰返回数，７｝（１７１３）、 優先度 ：７０（１７１４） といった内容のスロットを持つ。

【０１４１】このような目的と戦略が一つの目的併合型
の戦略については、図１４などのフローではこれを目的
として扱って処理すればよい。例えば、メッセージに対
して目的を生成する場合、目的併合型の戦略が生成され
ることになる。この目的併合型の戦略で、目的名称が、
同一の戦略が複数存在するなら代表戦略（優先度属性が
最も高い戦略とする。また、処理効率向上のためには、
先に見つけた目的併合型戦略を代表戦略にすることも可
能である。さらに、目的名だけキューに入れ処理するこ
とも可能であり、効率は最も良い。）を目的として併用
すれば良い。他の戦略は目的遂行時に探索し選択する。

【０１４２】図１８は、擬人を示すフレームの例であ
る。擬人フレームは、この図に示すように、クラス１８
０１や名称１８０２のスロットのほか、目的の遂行や評
価・統合に必要な各種の属性（変数）を記憶するための
スロット１８０３〜１８１３を備えている。また、手続
きＡ１８１４，手続きＢ１８１５などのプログラム群を
備えている。

【０１４３】

【発明の効果】本発明によれば、時間的に変化する状況
に対応して複数の目的を動的に生成・実行することによ
り、動的な問題解決を図ることができる。また、目的の
分割、統合、保留などの協調制御が可能となる。これに
より、実時間で計画修正を行なうシステムの高知能化を
図ることができる。また、目的達成法および目的の下位
目的への分割法、随伴する目的の生成法を容易に選択で
きる。特に、目的生成や目的制御も含む様に拡張した目
的戦略ネットにより時間的に変化する難問を解決するた
めの知識の構築、理解、変更、追加が容易となる。さら
に、同一メッセ−ジに対し、各種の目的を生成でき、生
成目的の変更・選択が容易である。また、目的を解決す
るための各種の戦略を柔軟に選択できる。また、これら
の選択・変更の方法の学習が容易になる。以上により、
時間的に変化する難問を解くことが実用的に可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る動的情報処理システムの全体構成
図である。

【図２】目的生成知識の例（その１）である。

【図３】目的生成知識の例（その２）である。

【図４】目的生成知識の例（その３）である。

【図５】列車遅延により待避不良（支障マ−ク）が生じ
た図である。

【図６】目的遂行知識の例（その１）である。

【図７】時変目的知識処理のフローチャート（その１）
である。

【図８】運転整理を行なうための目的戦略ネットの例で
ある。

【図９】目的遂行知識（特に目的制御知識）の例（その
２）である。

【図１０】フレ−ムを用いた目的生成知識の例である。

【図１１】目的戦略ネットの例である。

【図１２】目的生成キュ−への目的の入力方法を示す図
である。

【図１３】目的生成キュ−における目的の処理方法を示
す図である。

【図１４】時変目的知識処理のフローチャート（その
２）である。

【図１５】目的生成知識の例および目的戦略ネットの例
である。

【図１６】目的フレ−ムおよび戦略フレ−ムの例であ
る。

【図１７】目的併合戦略フレームの例である。

【図１８】擬人フレ−ムの例である。

【符号の説明】

１００…計算機、１１０…オペレ−ティングシステム、
１２０…推論部、１２１…メッセージキュー、１２２…
生成目的記憶部（目的キュー）、１２３…保留目的キュ
ー、１２４…核擬人、１２５…目的生成部、１２６…目
的遂行部、１２７…メッセージ受信部、１３０…知識デ
−タ記憶部、１３１…目的生成知識記憶部、１３２…目
的遂行知識記憶部、１３３…擬人。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西島 英児 神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地 株 式会社日立製作所システム開発研究所内 (72)発明者 江口 俊宏 神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地 株 式会社日立製作所システム開発研究所内

Claims (29)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】メッセージを入力するためのメッセージ入
   力手段と、 入力したメッセージに基づいて、解決すべき問題や目標
   とすべき状態などを表すデータブロックまたはフレーム
   （以下、オブジェクト、フレーム、データフレームを全
   てフレームと呼ぶ）である目的を生成する目的生成手段
   と、 生成された目的を遂行する目的遂行手段とを備えたこと
   を特徴とする動的情報処理システム。
2. 【請求項２】請求項１に記載の動的情報処理システムに
   おいて、 さらに、前記メッセージと目的との対応関係を表すデー
   タである目的生成知識を記憶した目的生成知識記憶手段
   を備え、前記目的生成手段は、該目的生成知識を利用し
   て、入力したメッセージに対応する目的を生成すること
   を特徴とする動的情報処理システム。
3. 【請求項３】請求項１または２のいずれかに記載の動的
   情報処理システムにおいて、 さらに、前記目的とその目的の遂行方法を表すデータブ
   ロックまたはフレームである戦略との対応関係を表すデ
   ータである目的遂行知識を記憶した目的遂行知識記憶手
   段を備え、前記目的遂行手段は、該目的遂行知識を利用
   して、生成された目的を遂行することを特徴とする動的
   情報処理システム。
4. 【請求項４】請求項１ないし３のいずれかに記載の動的
   情報処理システムにおいて、 さらに、前記目的と戦略とがネットワークを構成してい
   ることを特徴とする動的情報処理システム。
5. 【請求項５】解決すべき問題や目標とすべき状態などを
   表すデータブロックまたはフレームである目的と目的の
   遂行方法を表すデータブロックまたはフレームである戦
   略とを備えたネットワークである目的戦略ネットと、該
   目的戦略ネットを利用して推論を行なう推論手段とを備
   えた動的情報処理システムであって、 上記戦略として、入力されたメッセージから目的を生成
   する戦略、目的を下位目的に再帰的に多階層分割し実行
   ・統合する戦略、および目的を削除、中断、遂行、保
   留、または再開するための目的遂行制御用の戦略を含
   み、 上記推論手段が、上記目的戦略ネットを用いて、目的を
   生成し、目的の下位目的への分割を実行可能になるまで
   繰返し実行・統合したり、目的を削除したり、それらを
   制御することにより、問題を解決し結果を出力すること
   を特徴とする動的情報処理システム。
6. 【請求項６】前記戦略の中に、戦略と目的とをまとめて
   記述した目的併合戦略を含むことを特徴とする請求項４
   または５のいずれかに記載の動的情報処理システム。
7. 【請求項７】前記戦略として、その戦略の属性に継続条
   件を指定できるものを含み、 前記推論手段は、その継続条件を満足している間、その
   戦略を繰返し遂行することを特徴とする請求項４または
   ５のいずれかに記載の動的情報処理システム。
8. 【請求項８】上記目的や戦略として、自プロセスと同一
   内容あるいは擬人と呼ぶプログラム群とその共有データ
   のパッケージと同一内容の別プロセスを生成し、異なる
   方法で目的を遂行することを指示する属性を付与できる
   目的や戦略を含むことを特徴とする請求項４または５の
   いずれかに記載の動的情報処理システム。
9. 【請求項９】同一目的を持つ複数の戦略が存在すると
   き、そのうちの一つを該目的としても使える目的併合戦
   略として扱うことを特徴とする請求項６に記載の動的情
   報処理システム。
10. 【請求項１０】目的生成において、メッセージが、目的
    を具体化するためのデータを、パラメーターとして持つ
    ことを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の
    動的情報処理システム。
11. 【請求項１１】前記戦略の遂行によりメッセ−ジを発行
    しても、あるいは前記戦略の遂行において直接に目的を
    生成することを指定しても、目的を生成し遂行できる目
    的生成部と目的遂行部を備えた請求項１ないし１０のい
    ずれかに記載の動的情報処理システム。
12. 【請求項１２】目的の生成、遂行において、対応する目
    的や戦略を表わすデ−タブロックあるいはフレームをコ
    ピ−し、コピ−したものに具体値を設定することによ
    り、同種の目的や戦略を複数具体化し、生成、遂行する
    ことを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載
    の動的情報処理システム。
13. 【請求項１３】生成した目的が目的戦略ネットの下層の
    目的であるときに、上層の目的を生成し、必要に応じて
    代替戦略を選択することにより、上層の目的を含めて下
    層の目的を達成することを特徴とする請求項４ないし１
    ２のいずれかに記載の動的情報処理システム。
14. 【請求項１４】擬人と呼ぶデータとそれを参照・変更す
    るプログラム群のパッケージを備え、これを用いて目的
    の生成、遂行処理を行なうことを特徴とする請求項４な
    いし１３のいずれかに記載の動的情報処理システム。
15. 【請求項１５】少なくとも一つのメッセ−ジを受信した
    とき、少なくとも一つの条件群、ここで条件群とは少な
    くとも１つの条件あるいはＡＮＤやＯＲ結合された複数
    の条件の集合、を満足しておれば、少なくとも一つの目
    的を生成するように、これらのメッセージと条件群と目
    的とを対応させる目的生成知識を備えた請求項１ないし
    １４のいずれかに記載の動的情報処理システム。
16. 【請求項１６】少なくとも一つのメッセ−ジを受信した
    ときに、既に少なくとも一つの上位の目的があり、かつ
    少なくとも一つの条件群を満足しておれば、少なくとも
    一つの新しい下位の目的を生成するように、これらのメ
    ッセージ、目的、条件および生成される目的を対応させ
    る目的生成知識を備えた請求項１ないし１４のいずれか
    に記載の動的情報処理システム。
17. 【請求項１７】複数のメッセ−ジの組合せやこれにさら
    に複数の条件を組合せたものを背景や状況、情勢あるい
    は動機として対応付け、さらにこれらおよびそれらを合
    成したものに目的を対応させる目的生成知識を備えた請
    求項１ないし１４のいずれかに記載の動的情報処理シス
    テム。
18. 【請求項１８】複数の目的が生成されるとき、生成され
    る目的に優先度を指定し、メッセ−ジに対し、優先順に
    目的を生成する目的生成知識を備えた請求項１ないし１
    ４のいずれかに記載の動的情報処理システム。
19. 【請求項１９】フレ−ムを用いた目的生成知識を利用し
    て、受信したメッセ−ジに対応した目的を生成し、その
    生成した目的を一時的にメモリ内に格納しておき、推論
    手段でその目的を取り出して処理する請求項１ないし１
    ８のいずれかに記載の動的情報処理システム。
20. 【請求項２０】入力したメッセ−ジに対し戦略を直接実
    行できる請求項１ないし１９のいずれかに記載の動的情
    報処理システム。
21. 【請求項２１】メッセ−ジを入力することにより戦略を
    直接起動することも含め、目的の生成、実行、削除、再
    開などの目的の制御を行なうための目的遂行知識を備え
    たことを特徴とする請求項１ないし２０のいずれかに記
    載の動的情報処理システム。
22. 【請求項２２】メッセ−ジを計算機が受信すると、目的
    生成知識を用いて目的を生成し、ユ−ザ指示があればこ
    れを表示装置に表示し、目的の実行・削除・再開などの
    制御をキ−ボ−ドやマウスなどの入力装置によるユ−ザ
    指示によってあるいは他システムや自プログラムからの
    メッセージによって行い、生成された目的を目的遂行知
    識を用いて遂行し、問題解決結果を表示装置を含む出力
    機器に出力し、また目的生成知識や目的遂行知識あるい
    は一般にここで言う目的戦略ネットを保存する補助記憶
    装置としてディスクを用いることを特徴とする請求項１
    ないし２１のいずれかに記載の動的情報処理システム。
23. 【請求項２３】列車を含む移動体の運行計画の実時間修
    正を行うシステムにおいて、遅延などにより発生した運
    行の乱れに関する情報である遅延メッセ−ジを計算機シ
    ステムやその中のプログラムが受信することにより、目
    的を生成、遂行し、運行計画修正案を出力することを特
    徴とする請求項１ないし２２のいずれかに記載の動的情
    報処理システム。
24. 【請求項２４】目的が達成できなければ他の戦略を選択
    することができる請求項１ないし２３のいずれかに記載
    の動的情報処理システム。
25. 【請求項２５】他の戦略を選択しても目的が達成できな
    ければ、既達成の目的や上位の目的にバックトラック
    （後戻り）できる請求項１ないし２４のいずれかに記載
    の動的情報処理システム。
26. 【請求項２６】目的の属性あるいはスロットの値とし
    て、その目的に適用可能な戦略名を記述し、適用可能戦
    略を効率良く取出すことを特徴とする請求項１ないし２
    ５のいずれかに記載の動的情報処理システム。
27. 【請求項２７】戦略の属性あるいはスロットの値とし
    て、その戦略が適用可能な目的名を記述することができ
    る請求項１ないし２６のいずれかに記載の動的情報処理
    システム。
28. 【請求項２８】推論前にコンパイルすることにより、高
    速な推論を可能とする請求項１ないし２７のいずれかに
    記載の動的情報処理システム。
29. 【請求項２９】目的に後戻りの要否を示す属性やスロッ
    トを設定し、後戻り不要の目的を飛び越してバックトラ
    ック（後戻り）することのできる請求項２５に記載の動
    的情報処理システム。