交通运输计划创建支持设备和交通运输计划创建支持方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及为采用多式联运的交通运输网络创建最佳交通运输计划的技术。
【背景技术】
[0002] 在交通运输领域，迫切需要解决环境问题。例如，通过使通常乘私家车旅行的用户 转到公共交通运输，能够通过减少C02排放等降低对环境的影响。
[0003] 提出了优化火车或公共汽车的运行时间表，以使公共交通运输更便利的技术。例 如，专利文献1描述一种交通运输工具的运行系统，所述系统通过从用户收集与期望的旅 行路线和旅行时间有关的信息，能够创建满足用户的偏好的运行计划。
[0004] 如果所有的旅行用户都利用公共交通运输，那么能够使对环境的影响降至最小。 不过，由于公共交通运输的运行是按照运行图调度的，因此仅仅优化运行计划不保证每当 用户期望利用公共交通运输时，他或她都能够利用公共交通运输。另外，由于增加了当前往 火车站或公共汽车站时产生的费用，当仅仅利用公共交通运输时，用户的总体便利性降低。
[0005] 解决这些问题的一种途径是结合私家车和公共交通运输，以便实现降低对环境的 影响和增强用户便利性之间的平衡。结合多种交通运输工具的这种交通运输模式被称为多 式联运（multimodal transportation) 〇
[0006] [引文列表]
[0007] [专利文献]
[0008] [PTL 1]日本专利申请公开 NO. 2002-269671
【发明内容】
[0009] 就多式联运来说，需要优化交通运输参数。交通运输参数是能够由管理交通运输 的交通运输经营者调整的参数。交通运输参数的例子包括在车站之间行驶的火车的运行时 间间隔，和驶往车站的公共汽车的数目。通过最佳地调整这样的参数，能够确定满足用户和 交通运输经营者两者、并且减小对环境的影响的交通运输模式。不过，对于多式联运，采用 优化由单一交通运输工具组成的交通运输模式的技术（比如在专利文献1中公开的技术） 不一定优化总的交通流。
[0010] 按照惯例，尽管产生了如上所述的优化由单一交通运输工具组成的交通运输模式 的提案，不过，没有产生优化多式联运中的交通流的提案。结果，一直难以获得最佳的交通 运输参数。
[0011] 考虑到上述问题，作出了本发明，本发明的目的是提供一种获得采用多式联运的 交通运输网络的最佳交通运输计划的交通运输计划创建支持设备。
[0012] 在一个方面，本发明提供一种获得交通运输网络中的从起始点行进到目的地的用 户的交通流的交通运输计划创建支持设备，所述交通运输网络由多个节点，第一交通运输 工具和第二交通运输工具构成，借助第一交通运输工具，用户能够随时开始旅行，同时第二 交通运输工具的运行被调度。
[0013] 第一交通运输工具是使用户能够在任意定时出发的交通运输工具，其典型例子包 括私家车和自行车。第一交通运输工具还包括步行。
[0014] 第二交通运输工具是其运行由交通运输经营者调度的交通运输工具，其典型例子 包括火车、固定线路公共汽车、合乘出租车等。
[0015] 按照本发明的交通运输计划创建支持设备是获得交通运输网络中的用户的交通 流的设备，在所述交通运输网络中，用户可通过组合第一交通运输工具和第二交通运输工 具，进行旅行。
[0016] 具体地，交通运输计划创建支持设备包含配置成获得交通运输条件数据的交通运 输条件获取单元，所述交通运输条件数据是表示用户利用第一交通运输工具，在节点之间 的旅行的时间约束条件的数据；配置成获取交通运输参数的交通运输参数获取单元，所述 交通运输参数是与第二交通运输工具的运行相关的参数；配置成获取旅行需求的旅行需求 获取单元，旅行需求是表示对于各个期望的到达时间和目的地，在交通运输网络内旅行的 用户的人数的数据；配置成保存模型模板的模型模板存储单元，模型模板是用于生成表示 用户在节点之间的旅行的数学模型的模板，是用户在节点之间的旅行的一组约束条件；配 置成通过把交通运输条件数据、交通运输参数和旅行需求应用于模型模板，生成数学模型 的模型生成单元，所述数学模型表示用户在节点之间的旅行；和配置成求解优化问题，从而 获得构成最优解的交通流的数据计算单元，所述优化问题由生成的数学模型用公式表示。
[0017] 按照本发明的交通运输计划创建支持设备是支持通过互连节点而构成的交通运 输网络的交通运输计划的创建的设备。更具体地，按照本发明的交通运输计划创建支持设 备是当给定的交通运输条件数据、交通运输参数和旅行需求被提供给给定的交通运输网络 时，评估创建哪种交通流的设备。
[0018] 交通运输条件数据是表示当用户利用第一交通运输工具旅行时，应用的时间约束 条件的数据，例如是节点之间的旅行时间。其它例子包括节点之间的距离，平均旅行速度和 平行旅行时间。另外，值可随时间段而变化。此外，交通运输参数是可由交通运输网络中的 交通运输经营者调整的参数。交通运输参数的例子包括公共交通运输工具的运行频率和运 tx次数，等等。
[0019] 旅行需求是表示对于各个期望的到达时间，期望从起始点旅行到目的地的人的数 目的数据。例如，旅行需求可以用与起始点、目的地或期望的到达时间相应的人数表示。另 外，可根据以前的旅行调查数据，问题调查结果等，生成旅行需求。
[0020] 与构成交通运输网络的节点相关的用户的数目可被表示成变量。另外，可以利用 数学模型，表示变量之间的关系。例如，可以表达诸如"通过相加新到达车站A的人数和原 先在车站A的人数，并减去在车站A已登上火车的人数，获得在车站A的人数"和"从节点A 出发的每个人在预定一段时间之后到达节点B"之类的关系。这样的关系被称为约束条件。 多个约束条件的集合被称为模型模板。
[0021] 通过把前面说明的交通运输条件数据、交通运输参数和旅行需求加入模型模板 中，模型生成单元能够生成按照约束条件，表示用户的旅行的数学模型。
[0022] 另外，数据计算单元求解由生成的数学模型用公式表示的优化问题，换句话说，数 学规划问题。
[0023] 求解优化问题需要最优解的条件（下面称为最优解条件）。尽管可以利用任何最 优解条件，只要该最优解条件能够利用数学模型表达，不过，最优解条件有利地表示用户在 旅行中采取的最合理的行动，比如"使所有用户的总旅行时间降至最小"。
[0024] 如上所述，按照本发明的交通运输计划创建支持设备能够获得最优解，换句话说， 能够根据模型模板、交通运输条件数据、交通运输参数、旅行需求和最优解条件，唯一地确 定构成数学模型的变量。由于最优解是表示给定条件下的理想交通流的数据，因此通过分 析最优解，能够评估交通运输参数。
[0025] 另外，交通运输网络可包含至少两条路线，所述至少两条路线包括仅仅利用第一 交通运输工具，就能够从起始点旅行到目的地的第一路线，和通过至少利用第二交通运输 工具，能够从起始点旅行到目的地的第二路线，保存在模型模板存储单元中的模型模板包 括表示在预定时间从第二路线上的预定节点出发的第二交通运输工具的有无，和在所述预 定时间从所述预定节点出发的用户的人数之间的关系的约束条件，模型生成单元可利用约 束条件，生成表示利用第二交通运输工具旅行的用户的数目的数学模型。
[0026] 由于第二交通运输工具的运行被调度，因此不能在任意定时出发。考虑到此，利用 在给定时间，从第二路线上的给定节点出发的第二交通运输工具的有/无，表达在所述给 定时间，从所述给定节点出发的人数。例如，通过当火车在给定时间发车时，赋予为1的值， 而当火车未在给定时间出发时，赋予为0的值，并把所述值乘以乘车定员，能够表达从车站 开始旅行的人数。提供这样的约束条件使得能够用数学模型，表达利用第二交通运输工具 旅行的用户。
[0027] 另外，保存在模型模板存储单元中的模型模板可包括表示在预定时间范围内，从 第二路线上的预定节点出发的第二交通运输工具的运行次数之和的约束条件，模型生成单 元可利用所述约束条件，生成表示第二交通运输工具的运行的数学模型。
[0028] 第二交通运输工具的运行时间表或运行时间间隔可被表示成"预定时间范围内的 第二交通运输工具的运行次数"形式的约束条件。
[0029] 另外，交通运输参数获取单元可获得多个交通运输参数，模型生成单元