下载文档原格式
数学与统计学院2011-2012学年第一学期课程论文《数学建模*》我们选择的题号是（从A/B/C/D/E中选择一项填写）：_____D所属班级（请填写完整的全名）：2009级数学与应用数学（师范）1班成员(打印并签名) ：1. ____200902114013 X X2. ____200902114019 XXX3. ____200902114049 XXX_4.日期： 2011 年 12 月 29 日评阅成绩：公交司机排班方案摘要本文主要研究南昌市公交司机排班问题。
在最少班次问题上，将五月份分为节假日和非节假日两部分建立模型，在司机排班问题上，考虑到司机存在上班、不上班两种情况，将选择使用0-1变量、随机均匀函数，最终得到合理分配方案。
文中涉及Lingo、Matlab、Excel数据分析等多种算法。
针对问题一：首先：据题意将五月份分为节假日(9天)和非节假日(22天)两部分。
其次：而非节假日中包括平常、高峰两个时段。
最后：根据每段时间间隔，取每个班次间隔时间的最大值，即可得出五月份的最少班次总数为2377。
针对问题二：其一：公交车司机为了充分利用资源，提高公司效益，对司机的工作时间做了相关规定，但同时还要考虑到安全问题等因素，规定：司机每天上班不得超过八个小时，连续开车不得超过四个小时，但每个月至少必须得完成120个班次的任务，这与实际情况相符。
其二：司机的排班方案设计上，属于典型的分配问题。
考虑约束条件司机每天上班时间不超过8小时等，参考问题一模型，求解出每天最大班次133，在Matlab中用均匀分布函数产生出每天每个班次的运行时间。
在lingo中编程得出节假日、非节日的排班方案(表一、二)。
针对问题三：其一：每天需要的司机人数，参考问题二的数据，整理即可得出节假日每天至少需要17人，非节假日每天至少需要13人。
其二：首先，根据模型二的数据，建立模型，得出每周需要的最少人数为23人。
其次，司机每周总数最少的排班方案，选择0-1变量，参照问题二的模型。
关于公交排班方案的模型建立及研究思绪如泉涌，关于公交排班方案的模型建立及研究，就从这里开始吧。
一、问题背景城市公交作为市民出行的重要交通工具，其运营效率和服务质量直接关系到市民的出行体验。
然而，在现有的公交系统中，排班问题一直是一个棘手的难题。
如何合理安排公交车辆的运行时间、路线和班次，使得车辆运行效率最大化，同时满足市民的出行需求，成为了我们研究的核心问题。
二、模型建立1.基本假设在建立模型之前，我们需要对公交系统进行一些基本假设：（1）公交车辆在运行过程中，不考虑交通拥堵、故障等因素；（2）公交车辆在站点停靠时间固定；（3）市民出行需求相对稳定；（4）公交车辆运行速度恒定。
2.模型参数（1）车辆数：N（2）线路数：M（3）站点数：S（4）运行周期：T（5）班次间隔：D（6）市民出行需求：Q3.模型构建（1）目标函数我们的目标是在满足市民出行需求的前提下，最小化公交车辆的运行成本。
运行成本包括车辆折旧、燃料消耗、人工成本等。
因此，我们可以将目标函数定义为：f(排班方案)=车辆折旧成本+燃料消耗成本+人工成本（2）约束条件①车辆运行时间约束：车辆在运行周期内，必须完成至少一次往返；②线路运行时间约束：车辆在运行周期内，必须完成所有线路的运行；③站点停靠时间约束：车辆在站点停靠时间不能超过规定时间；④市民出行需求约束：车辆在运行周期内，必须满足市民的出行需求。
三、模型求解1.算法选择针对公交排班问题，我们可以选择遗传算法、蚁群算法、粒子群算法等智能优化算法进行求解。
这里，我们选择遗传算法进行求解。
2.求解步骤（1）初始化种群：根据车辆数、线路数和站点数，一定规模的初始种群；（2）适应度评价：计算每个排班方案的适应度，适应度越高的排班方案，其运行成本越低；（3）选择操作：根据适应度评价结果，选择优秀个体进行交叉和变异；（4）交叉操作：将优秀个体进行交叉，新的排班方案；（5）变异操作：对新的排班方案进行变异，增加种群的多样性；（6）适应度更新：计算新排班方案的适应度；（7）终止条件：判断是否达到终止条件，如达到，则输出最优排班方案；否则，返回步骤（3）继续迭代。
公交车调度摘 要本文通过对给定数据进行统计分析，将数据按１８个时段、两个行驶方向进行处理，计算出各个时段各个站点以及两个方向的流通量，从而将远问题转化为对流通量的处理。
首先，利用各时段小时断面最高流通量计算出各时段各方向的最小发车次数，进行适当的调整，确定了各时段两个方向的发车次数。
假定采用均匀发车的方式。
继而求出各时段两个方向发车间隔，经部分调整后，列出0A 站和13A 站的发车时刻表，并给出了时刻表的合理性证明，从而制定调度方案。
根据调度方案采用逐步累加各时段新调用的车辆数算法，求出公交车的发配车辆数为５７辆。
其次，建立乘客平均待车时间和公交车辆实际利用率与期望利用率的差值这两个量化指标，并用这两个指标来评价调度方案以如何的程度照顾到乘客和公交公司双方利益。
前者为4.2分钟，后者为13.88%。
最后，我们以上述两个指标为优化目标，以乘客的等车时间数学期望值和公交车辆的满载率的数学期望为约束指标，建立了一个双目标的优化模型。
并且给出了具体的求解方法，特别指出的是，给出了计算机模拟的方法求解的进程控制图。
通过了对模型的分析，提出了采集数据的 采集数据方法的建议。
注释：第i 站乘客流通量：∑=ik 1（第k 站的上车的人数与第k 站的下车人数的差值）;总的乘客等车时间：∑=mi 1∑=nj 1(第i 时段第j 站等车乘客数)⨯(第I 时段第j 站等待时间)；乘客平均等车时间：总的乘客等车时间与总乘客数的比值；实际利用率：总实际乘客流通量与公司车辆总最大客运量的比值； 期望利用率：总期望乘客流通量与公司车辆总最大客运量的比值一、问题的提出一条公交线路上行方向共１４站，下行方向功１３站，给定典型的一个工作日两个运行方向各站上下车的乘客数量统计。
该线路用同一型号的大客车，每辆标准载客１００人，据统计客车在该线路上运行的平均速度为２０公里／小时。
运营调度要求，乘客候车时间一般不要超过１０分钟，早高峰是一般不要超过５分钟，车辆满载率不应超过１２０％，一般也不要低与１００％，一般也不要地狱５０％。
公交车排班模型中的线性规划求解问题摘要本文研究的是在满足各时段（早高峰、日间平峰、晚高峰，晚平峰四个时段）时间，公交车以一定间隔连续发车的条件下，排班的最优问题。
根据各小题的约束条件，用运筹学中的线性规划知识建立模型，再利用Lingo求解,分别算出所需公交车总数以及单班车、双班车各需求量，制定排班的优化方案。
对于题目条件，我们有三个设想，其一，根据现实生活经验可知，公交车发车间隔相对固定，方便市民安排计划候车出行；其二，从简化模型的角度考虑，每辆车的司机固定，即司机间不允许换车开车；其三，单班车一天不超过5个班次，即认定为所有单班车一天总班次相加不超过5班。
对于题目一，从各班次发车间隔相等这一假定条件出发，要使在早高峰时段运行的车辆数最少，只需发车间隔尽可能大，于是我们取早的最大发车间隔5分钟来安排发车，由于该题无对单班车数量的其他要求，我们假定单班车在早高峰时段安排2辆，同时考虑到车辆要完成一个班次的运行后才可进行下一班次，建立相关模型，用Lingo编程求解得早高峰时段总共运行24个班次，所需的最少公交车数为16辆。
对于问题二，在已有模型的基础上，综合考虑全天的工作安排，发车间隔仍取每个阶段的最大发车间隔，同样的，考虑到单班车只在高峰期运行，在早高峰运行2到3个班次，在晚高峰运行2到3个班次，且每天运行不超过五个班次，，根据资源利用的最大化原则，我们知道单班车数不能超过3辆，这里我们仍假设单班车数为2辆，根据题目要求，我们要使每辆公交车的工作时间和上下午司机的工作时间尽可能均匀，且要使车辆的利用率得到最大，根据以上条件建立公交车排班模型，用Lingo编程求解得全天总共运行120个班次，所需的最少公交车数为16辆。
具体公交车排班计划表见表2—1。
对于问题三，该题约束了单班车数量不少于3辆，由问题二的分析既得单班车数量为3辆，改变问题二模型中的相关参数，用Lingo编程求解得全天总共运行120个班次，所需的最少公交车数为16辆。
![公交车数学建模[整理版]](https://img.taocdn.com/s1/m/4d386591b8d528ea81c758f5f61fb7360b4c2bd8.png)
摘要本文是为了开发一个解决长沙市公交线路选择问题的自主查询计算机系统。
在充分理解题意的基础上，我们从总体上把握，一致认为这是运筹学中的最短路问题。
我们所提供的这个系统，对于当乘客输入起始站和终点站，点击查询结果后，查询机就能很快地给出乘车路线及乘车所需要的最短时间，并且还可以给出相应的乘车费用。
也可以在有多个乘车站点的情况下，自主选择出最优乘车顺序以及相应的乘车最短时间和乘车费用。
公众的出行更加通畅、便利，但同时也面临多条线路的选择问题。
针对市场需求，我们设计了一个解决公交线路选择问题的自主查询计算机系统。
其核心是线路选择的模型与算法，应该从实际情况出发考虑，满足查询者的各种不同需求。
对于问题一，在仅仅考虑公共汽车的换乘的时候，我们以最短的乘车时间和最优的乘车费用作为两个目标函数，建立相应的双目标规划模型：()Tmin和()Mmin。
对于问题二，在问题一的基础上，我们添加了排列组合模型，全列出所有的乘车顺序情况，由问题一所建模型求出各种情况下的最优时间和最优路费，然后综合比较选出所有情况中的最优乘车顺序。
利用Dijkstra算法解出我们所需要的结果。
我们同样利用了双目标函数的统筹规划原理，在Dijkstra的算法下，解决了在公共汽车换乘的问题，求得最短时间问题，找到了最合适的公交路线，均为最短的乘车时间和最优的乘车费用，从而更加完善了我们的公交系统。
本文的特点是在建立模型和算法的基础上，进行编程，使其具备系统查询功能，克服了人工查询数据的繁杂过程，使得到的结果更为准确，同时，此程序可以进行推广使用，为解决日常生活中最优路径的选择问题提供了方法，给人们的出行带来方便。
关键词：最短行程双目标网络模型 Dijkstra算法排列组合一、问题重述公共交通作为长沙市交通网络中的重要组成部分，由于公共交通对资源的高效利用，使得通过大力发展公共交通，实行公交优先成为缓解日趋严重的道路交通紧张状况的必然选择。
然而，面对迅速发展和不断更新的长沙市公共交通网，如何快速的寻找一条合理的乘车路线或换乘方案，成为长沙市居民和外地游客一个比较困惑的问题。
公交司机排班情况汇报材料尊敬的领导：
根据公交公司安排，我对本月公交司机排班情况进行了汇报。
本月共有30名司机参与排班，他们分别驾驶着14辆公交车，覆盖了本市主要的交通线路。
下面是具体的排班情况汇报：
一、司机排班情况。
1. 司机排班时间，本月司机排班时间为早上6:00至晚上10:00，每人工作时间为8小时，中间包括2小时的休息时间。
2. 司机排班安排，根据实际运营需求，我们将司机分为两个班次，分别为早班和晚班。
早班司机共计16人，晚班司机共计14人。
根据不同线路的客流情况，我们对司机的具体排班进行了合理的安排，以确保线路的正常运营。
3. 司机轮休安排，为了保障司机的身体健康和工作积极性，我们合理安排了轮休制度。
每位司机在工作8天后，将获得2天的轮休时间，以便他们能够得到充分的休息和放松。
二、公交车排班情况。
1. 公交车排班安排，本月我们共有14辆公交车进行排班运营，其中包括10辆大型公交车和4辆中型公交车。
我们根据各线路的客流量和运营需求，合理安排了公交车的排班时间和路线。
2. 公交车维护保养，为了确保公交车的正常运营和乘客的安全出行，我们严格执行公交车的维护保养制度。
每辆公交车在每天运营结束后，都会进行全面的检查和维护，以确保车辆的正常运行。
三、排班情况总结。
通过本月的排班情况汇报，我们认为司机和公交车的排班安排是合理的，能够
满足城市公交运营的需求。
我们将继续密切关注线路客流情况，不断优化排班安排，以提升公交运营的效率和服务质量。
谢谢领导的关注和支持！
此致。
敬礼。
公交司机排班方案摘要公交司机排班方案是据顶交通客运健康发展的前提，合理的排班制度将直接影响效益和司机的劳工权利。
传统的跑班没有合理的排班安排。
这种跑班方式没有很好的体现对各方利益的照顾和社会利益的最大化。
合理的排班方案有利于司机调度与乘客的出行。
为了使各方利益达到最大化，现在我们利用均匀分布模型给出公交司机排班方案的最优化。
在本文中，我们围绕公交司机排班问题，结合已经学习的知识，利用matlab，0,1模型分析等与现实想结合，对问题进行层层深入的研究，最终给出了最优的公交司机排班方案。
关键词：排班最优化 0，1模型研究背景、意义目前，随着重庆市经济进一步的发展，道路变得越来越多。
基于公交优先，百姓优先的原则，重庆市开辟了多条公交线路，以满足老百姓出行需要。
众多线路的开辟，必然会出现一些问题。
据反映，有些线路司机不足，有些线路司机饱和，就引起了一些线路向其他线路借调司机和车辆跑班，影响其他线路的排班秩序；而线路司机不足，却又无法向其他线路借调司机，就导致了有的司机需要每天开车12~13小时，影响司机的休息，从而给交通留下安全隐患；有的线路因排班不当，导致在上班高峰期或节假日时段经常堵车，而正常时段却出现空车现象，影响公司收益状况及百姓乘车情绪，打乱了线路调度计划，使得交接班司机和乘客怨声载道。
2.1问题描述：本文围绕如何确定最优排班，基于线路的基本情况及相关规定（规定：（1）司机每天上班时间不超过8小时；（2）司机连续开车不得超过4小时；（3）每名司机至少每月完成120班次）。
重点解决以下问题：问题一：根据一月份的节假日情况，求出当月最少班次总数；问题二：阐述你对上述规定的理解（模型假设），并根据理解建立适当的数学模型，合理地设计一月份某一线路的司机排班方案；问题三：根据一月份该线路的司机排班方案，计算出每天需要的司机人数，假如规定每个司机每周连续工作五天，休息两天。
请通过某周（周一至周日）需要司机人数求出司机总数最少的排班方案。
