【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題關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。然而,城市公交運營面臨一系列的難題,如公交線網(wǎng)調(diào)整優(yōu)化、線路時刻表設(shè)計、車輛調(diào)度、司機排班等。其中,公交車輛調(diào)度與司機排班是公交企業(yè)生產(chǎn)作業(yè)的基礎(chǔ),也是企業(yè)運營管理中的一個重要環(huán)節(jié)。良好的生產(chǎn)作業(yè)計劃能夠減少公交線路所需公交車輛數(shù)量,合理地安排司機工作與休息時間,減少運營成本,從而為安全和高效的公交運營提供保障。本文針對公交車輛調(diào)度與司機排班問題,設(shè)計元啟發(fā)算法,完成了以下工作:(1)公交車輛調(diào)度與司機排班定義與求解策略分析。在分析公交車輛調(diào)度與司機排班的基本要求的基礎(chǔ)上,進(jìn)行問題定義;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)計了一個公交車輛調(diào)度與司機排班算法�；卩徲蛩阉髟獑l(fā)算法的基本原理,設(shè)計了一個元啟發(fā)算法框架,包括問題定義、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,實現(xiàn)一個多啟動迭代局部搜索算法。(3)完成了算法測試。構(gòu)造了44個線路案例,分別進(jìn)行人車固定和人車分離模式的車輛調(diào)度與司機排班。構(gòu)造了8個跨線運營案例,完成了算法測試。本文主要研究結(jié)論和創(chuàng)新點如下:(1)實現(xiàn)了一個高效、靈活的公交車輛調(diào)度和司機排班算法。該算法屬于多啟動迭代局部搜索算法。算法將排班方案表達(dá)為一組公交班次鏈,首先通過車輛調(diào)度模型獲得一個初始解,再通過5個班次鏈調(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個破壞重建擾動方法。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景的車輛調(diào)度和司機排班,具有良好的適用性。(2)針對單條線路、人車固定的調(diào)度模式,13單條公交線路案例測試表明:迭代局部搜索算法在公交車輛調(diào)度和司機排班問題中具有可用性;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提供休息時間和就餐時間,保證公交運行安全,也能夠減輕司機的工作強度。(3)針對單條線路、人車分離的調(diào)度模式,21條線路的案例測試表明: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數(shù)量,并減輕司機的勞動強度,一定程度上適應(yīng)公交企業(yè)的生產(chǎn)作業(yè)需求。(4)針對跨線運營、人車分離的調(diào)度模式,8個案例測試表明:采用跨線運營模式,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。算法允許司機在一天的工作中駕駛多個車輛,從而使司機的休息和就餐時間得到保障�？傮w上,跨線調(diào)度模式能夠?qū)⒍鄺l公交線路發(fā)車時刻表、班次服務(wù)時間進(jìn)行組合,獲得成本更低的公交車輛調(diào)度與司機排班方案。(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。第一,考慮到公交企業(yè)司機與車輛固定這一管理模型,同時考慮公交車輛調(diào)度與司機排班,兼顧了兩者的成本。第二,本文算法測試了多個實際案例,考慮到了司機排班中司機休息、就餐和工作時長等約束條件,具有實用價值。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。本文算法測試驗證了算法的通用性,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工作班制和薪酬規(guī)定;考慮電動公交車隊或混合車隊的調(diào)度管理等。
【圖文】：

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

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2604685