A study on mathematical models for planning and decision-making support in railways

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18K04619
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 25010:Social systems engineering-related
• Research Institution: Toyo University
• Principal Investigator: Imaizumi Jun 東洋大学, 経営学部, 教授 (00257221)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 椎名 孝之 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (90371666)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 鉄道 / 車両運用計画 / 最適化モデル / 計画立案手法の拡張 / 車両に関連する意思決定の支援方法

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study is to propose mathematical models and methods for various planning and decision making that occur in the railway industry in Japan. Planning is to make a schedule for rolling stock or crew corresponding to a timetable. Decision making is to decide something upper level than making a timetable or schedule for rolling stock or crew. In this study, we focused on rolling stock and its scheduling and proposed optimization models to create schedules under various conditions of Japanese railways, while surveying and organizing overseas studies on mathematical models for rolling stock scheduling. Then, after analyzing behaviors of these mathematical models through computational experiments when finding schedules from them, we evaluated their practicality. This study also advocated a usage of rolling stock scheduling models for vehicle-related upper-level decision making than scheduling.

Free Research Field

オペレーションズ・リサーチ

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は，主として国内の鉄道業における各種資源，具体的には鉄道において重要な資源の一つである車両の効率的な使用計画を立案することを目的に，日本の実情・個々のケースの細部に合致するような数理モデルや方法を示してそれらの実用性を検証し，また，車両に関連する様々な意思決定を支援する目的での数理モデルの使用法の道筋を提示したことに本研究の学術的な意義がある．また，これらによって，鉄道事業者が効率的かつ経済的な輸送力・サービスを提供できること，そのための事前の各種作業を軽減化・効率化し，その結果として，利用者・事業者の双方に利益をもたらすこと，などを志向する点に本研究の社会的意義がある．