【摘要】：智慧化公交是城市公交企業(yè)提升生產(chǎn)效率和服務(wù)水平的有效途徑,也是解決城市公交問(wèn)題關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。然而,城市公交運(yùn)營(yíng)面臨一系列的難題,如公交線網(wǎng)調(diào)整優(yōu)化、線路時(shí)刻表設(shè)計(jì)、車輛調(diào)度、司機(jī)排班等。其中,公交車輛調(diào)度與司機(jī)排班是公交企業(yè)生產(chǎn)作業(yè)的基礎(chǔ),也是企業(yè)運(yùn)營(yíng)管理中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。良好的生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃能夠減少公交線路所需公交車輛數(shù)量,合理地安排司機(jī)工作與休息時(shí)間,減少運(yùn)營(yíng)成本,從而為安全和高效的公交運(yùn)營(yíng)提供保障。本文針對(duì)公交車輛調(diào)度與司機(jī)排班問(wèn)題,設(shè)計(jì)元啟發(fā)算法,完成了以下工作:(1)公交車輛調(diào)度與司機(jī)排班定義與求解策略分析。在分析公交車輛調(diào)度與司機(jī)排班的基本要求的基礎(chǔ)上,進(jìn)行問(wèn)題定義;采用班次鏈概念表達(dá)公交車輛任務(wù)安排和司機(jī)任務(wù)安排;選擇鄰域搜索元啟發(fā)算法改進(jìn)公交班次鏈。(2)設(shè)計(jì)了一個(gè)公交車輛調(diào)度與司機(jī)排班算法�；卩徲蛩阉髟獑l(fā)算法的基本原理,設(shè)計(jì)了一個(gè)元啟發(fā)算法框架,包括問(wèn)題定義、基本操作、數(shù)學(xué)模型、初始解構(gòu)造、調(diào)整算子、搜索策略等模塊。利用算法基本模塊,實(shí)現(xiàn)一個(gè)多啟動(dòng)迭代局部搜索算法。(3)完成了算法測(cè)試。構(gòu)造了44個(gè)線路案例,分別進(jìn)行人車固定和人車分離模式的車輛調(diào)度與司機(jī)排班。構(gòu)造了8個(gè)跨線運(yùn)營(yíng)案例,完成了算法測(cè)試。本文主要研究結(jié)論和創(chuàng)新點(diǎn)如下:(1)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)高效、靈活的公交車輛調(diào)度和司機(jī)排班算法。該算法屬于多啟動(dòng)迭代局部搜索算法。算法將排班方案表達(dá)為一組公交班次鏈,首先通過(guò)車輛調(diào)度模型獲得一個(gè)初始解,再通過(guò)5個(gè)班次鏈調(diào)整算子迭代改進(jìn)排班方案。為避免算法陷入局部最優(yōu),算法引入了2個(gè)破壞重建擾動(dòng)方法。為克服局部搜索“短視”局限,使用SCP模型從全局的角度選擇更優(yōu)的班次鏈組合。測(cè)試發(fā)現(xiàn),該算法適用于單線與跨線、人車固定與人車分離等場(chǎng)景的車輛調(diào)度和司機(jī)排班,具有良好的適用性。(2)針對(duì)單條線路、人車固定的調(diào)度模式,13單條公交線路案例測(cè)試表明:迭代局部搜索算法在公交車輛調(diào)度和司機(jī)排班問(wèn)題中具有可用性;SCP模型能進(jìn)一步提高排班方案的質(zhì)量;與人工作業(yè)方式相比,算法執(zhí)行效率高,且整體上優(yōu)于公交企業(yè)現(xiàn)行排班方案。特別是算法能夠較好地為司機(jī)提供休息時(shí)間和就餐時(shí)間,保證公交運(yùn)行安全,也能夠減輕司機(jī)的工作強(qiáng)度。(3)針對(duì)單條線路、人車分離的調(diào)度模式,21條線路的案例測(cè)試表明:與人車固定調(diào)度模式相比,人車分離調(diào)度模式能夠減少所需車輛和司機(jī)數(shù)量,并減輕司機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度,一定程度上適應(yīng)公交企業(yè)的生產(chǎn)作業(yè)需求。(4)針對(duì)跨線運(yùn)營(yíng)、人車分離的調(diào)度模式,8個(gè)案例測(cè)試表明:采用跨線運(yùn)營(yíng)模式,車輛調(diào)度模型能夠高效求解,獲得車輛數(shù)最少的車輛班次鏈,較大幅度地提高了車輛利用率。算法允許司機(jī)在一天的工作中駕駛多個(gè)車輛,從而使司機(jī)的休息和就餐時(shí)間得到保障�？傮w上,跨線調(diào)度模式能夠?qū)⒍鄺l公交線路發(fā)車時(shí)刻表、班次服務(wù)時(shí)間進(jìn)行組合,獲得成本更低的公交車輛調(diào)度與司機(jī)排班方案。(5)與現(xiàn)有文獻(xiàn)中算法相比,本文算法具有明顯的優(yōu)勢(shì)。第一,考慮到公交企業(yè)司機(jī)與車輛固定這一管理模型,同時(shí)考慮公交車輛調(diào)度與司機(jī)排班,兼顧了兩者的成本。第二,本文算法測(cè)試了多個(gè)實(shí)際案例,考慮到了司機(jī)排班中司機(jī)休息、就餐和工作時(shí)長(zhǎng)等約束條件,具有實(shí)用價(jià)值。第三,設(shè)置合適的排班參數(shù)能夠適應(yīng)企業(yè)靈活多樣的排班管理需求。本文算法測(cè)試驗(yàn)證了算法的通用性,也比較了不同調(diào)度模式的資源利用效率,但仍存在一定的局限性。進(jìn)一步的研究工作包括:在現(xiàn)有算法中增加車輛車型、成本、行駛里程等限制;定義更加靈活的司機(jī)工作班制和薪酬規(guī)定;考慮電動(dòng)公交車隊(duì)或混合車隊(duì)的調(diào)度管理等。
【圖文】：

途徑若干公交車站（途中圓點(diǎn)），在站點(diǎn) 77009 結(jié)束。公交停車場(chǎng)也設(shè)置在起始站點(diǎn)和結(jié)束站點(diǎn)。圖3.1 一條公交線路示意圖公交線路時(shí)刻表是公交車輛調(diào)度與司機(jī)排班的主要依據(jù)。根據(jù)公交線路設(shè)計(jì)，線路劃分為單向發(fā)車和雙向發(fā)車線路。前者針對(duì)環(huán)狀公交線路，，或者到達(dá)終點(diǎn)直接原路返回
【學(xué)位授予單位】：河南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U492.22

【參考文獻(xiàn)】

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1 王志美;張星臣;陳軍華;蓋振州;;基于可變客流的接運(yùn)公交網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化[J];交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程與信息;2015年05期

2 徐光明;史峰;羅湘;秦進(jìn);;基于策略均衡分配的公交線網(wǎng)規(guī)劃優(yōu)化方法[J];交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程與信息;2015年03期

3 龍瀛;孫立君;陶遂;;基于公共交通智能卡數(shù)據(jù)的城市研究綜述[J];城市規(guī)劃學(xué)刊;2015年03期

4 趙淑芝;劉華勝;張曉亮;高祥濤;;軌道與常規(guī)公交局域換乘網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)優(yōu)化模型[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2014年12期

5 戢曉峰;陳方;張玉鵬;覃文文;郭鳳香;;基于群體公平差異的公交網(wǎng)絡(luò)雙層優(yōu)化模型[J];中國(guó)公路學(xué)報(bào);2014年10期

6 孫楊;孫小年;孔慶峰;宋瑞;何世偉;;軌道交通新線投入運(yùn)營(yíng)下常規(guī)公交網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)整方法研究[J];鐵道學(xué)報(bào);2014年03期

7 陳明明;牛惠民;;多車場(chǎng)公交乘務(wù)排班問(wèn)題優(yōu)化[J];交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程與信息;2013年05期

8 田慶飛;趙淑芝;曹陽(yáng);;基于邊介數(shù)的大城市公交網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化模型[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2012年10期

9 王佳;符卓;;雙層城市公交網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)及優(yōu)化方法研究[J];計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用;2012年36期

10 劉文馳;張建同;王世進(jìn);;彈性需求下城市公交網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的優(yōu)化[J];運(yùn)籌與管理;2012年02期

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1 陳明明;城市公共交通乘務(wù)調(diào)度優(yōu)化理論和方法[D];蘭州交通大學(xué);2016年

2 陳光;空間復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析、優(yōu)化及其在城市公交網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2014年

3 高健;基于居民出行行為的城市多級(jí)公交線網(wǎng)時(shí)空協(xié)調(diào)優(yōu)化理論與方法[D];北京交通大學(xué);2014年

4 田慶飛;基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的城市公交網(wǎng)絡(luò)生成與優(yōu)化研究[D];吉林大學(xué);2013年

5 朱永剛;城市公交網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與優(yōu)化方法研究[D];吉林大學(xué);2010年

6 劉好德;公交線網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論及實(shí)現(xiàn)方法研究[D];同濟(jì)大學(xué);2008年

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1 王森磊;基于生成與選擇模式的公交駕駛員排班問(wèn)題研究[D];北京交通大學(xué);2016年

2 陳程;基于多目標(biāo)優(yōu)化算法的公交車輛調(diào)度研究[D];北京郵電大學(xué);2014年

3 劉濤;公交駕駛員排班與輪班問(wèn)題的模型與算法研究[D];北京交通大學(xué);2013年

4 王鵬飛;智能公交之車輛人員排班算法的研究與應(yīng)用[D];山東大學(xué);2006年

本文編號(hào)：2604685