大倉 元宏

本研究では,運賃設定の異なる複数の鉄道会社を含む鉄道ネットワーク上の運賃計算を正確かつ高速に行えるネットワーク表現とアルゴリズムについて報告する.鉄道運賃は,利用者の乗車経路が明らかであるとき,多くの場合,その経路に含まれる各鉄道会社が定めた運賃を足し合わせることによって得られる.一方,利用者の乗車経路が明確でない場合,利用可能経路の中で最も安い経路を利用したとみなし,その運賃を採用することが一般的である.しかし,鉄道運賃は,基本的には「距離が長くなればなるほど高く」なるように設定されているものの,同じ距離でも,会社によって異なる料金が設定されていることや,乗車区間によって割引ルールや特別運賃が設定されていることなどから,物理的距離に基づくショーテストパスが最も安い経路になるわけではない.よって,与えられた2駅間の正しい運賃を計算するためには,その2駅間の可能経路の運賃をすべて,もしくは,その1部を列挙して比較判断する必要があることがこれまでにも報告されてきた.本研究では,物理的構造に基づくネットワーク上での経路探索を行う代わりに,ダイクストラ法が利用可能な運賃計算用ネットワークを構築し,ダイクストラ法と,少ないケースではあるがK-shortest paths問題用のアルゴリズムを利用することにより,複数社を含む鉄道ネットワーク運賃計算の大幅な高速化に成功した.

We propose an algorithm to find the lowest-fare path between two specified stations in the JR-EAST area where the IC-card ticket will be available in 2007. The lowest-fare path is sometimes different from the shortest path, because JR-EAST has many exceptional calculation rules in addition to the four calculation-tables used for the three specified areas and two kinds of lines, i.e. the main line and local line. Our algorithm solves at most only four shortest path problems for the fare between two specified stations, although it can deal with the complex situation mentioned above. Therefore the algorithm can calculate fares between all pairs of stations not only very quickly but also exactly.

We discuss the network representation method for calculating railway fares. The railway system has a typical network structure consisting of stations as nodes and railbeds as arcs. When we, however, try to represent junctions on the network, we encounter some problems. For example, there are several complex junctions that cannot be represented by integrating nodes associated with the junction or introducing dummy arcs with a distance of zero for a connection node on foot. We show an idea for network representation in order to apply algorithms to the shortest path problem, which is the basis for calculating railway fares. Our surrogate network finds the shortest path between two specified stations exactly.