基于时间耗费的城市轨道交通乘务排班优化_李献忠

基于时间耗费的城市轨道交通乘务排班优化
李献忠;徐瑞华
【期刊名称】《铁道学报》
【年(卷),期】2007(029)001
【摘要】乘务排班问题一直是城市轨道交通运营部门面临的既关键又具体的问题之一,合理的排班对于减少运营中乘务费用支出,提高运营效益有着极其重要的意义.文中以上海城市轨道交通为背景,研究了城市轨道交通乘务排班软件中的优化方法.在以总时间耗费最小实现多目标优化的基础上,将优化过程分为两步,首先对列车运行线在乘务换乘点上划分为乘务作业段,这个过程归结为一个径路选择问题,通过最短路算法实现.然后将划分好的乘务作业段组合成乘务任务,这个过程是一个匹配问题,通过最小费用最大流算法来实现.本文对乘务作业段的定义与划分、时间耗费的计算及整个排班计算的实现过程进行了详细阐述.
【总页数】5页(P21-25)
【作者】李献忠;徐瑞华
【作者单位】同济大学,交通运输工程学院,上海,200331;同济大学,交通运输工程学院,上海,200331
【正文语种】中文
【中图分类】U293.5
【相关文献】
1.基于惩罚费用的城市轨道交通乘务排班优化模型与算法 [J], 张增勇;毛保华;杜鹏;许奇;吴珂琪
2.考虑时间均衡度的城市轨道交通乘务排班计划优化方法 [J], 丰富;陈绍宽;杜鹏
3.基于乘务广义费用的城市轨道交通排班 [J], 李献忠;徐瑞华
4.基于驾驶质量的城市轨道交通乘务排班优化研究 [J], 刘杰;代佳妮
5.城市轨道交通乘务员排班优化模型研究 [J], 邹烨
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2021年9期科技创新与应用Technology Innovation and Application研究视界城市轨道交通乘务员排班优化模型研究邹烨（重庆市轨道交通（集团）有限公司，重庆401120）引言乘务员排班计划的合理性直接影响到城市轨道交通的运营效率和运营成本，进而影响到乘客的服务质量乃至城市轨道交通的正常运转。

提高乘务员排班计划的合理性是提高运营效率、降低运营成本的关键，也是提高城市轨道交通吸引力的重要举措。

因此，优化乘务员排班方法具有十分重要的现实意义。

对于城市轨道交通排班方法的研究已有一定的成果。

MERCIER A 等人针对乘务员的排班系统构建动态规划模型，并研究了其鲁棒性[1]；SOUAI N 等人将遗传算法进行了改善，对于乘务员的排班方法进行了优化[2]；NISHI T 等人分阶段对乘务员进行排班，结合分支定界法进行了求解[3]；张德超等人分析了四班两运转的轮乘模式下的混合班制的排班方法，并以上海市轨道交通12号线分析了该种方法的轮乘组织优势和经济效益[4]；金华等人以规范标准的符合程度、班次均衡程度以及经济成本为评价的指标，结合熵权法提出了城市轨道交通的排班计划的综合评价方法[5]；刘杰等人在分析轮乘卡基础上，借助无预估模型拟合软件和微积分公式构建束非线性规划模型，对乘务员排班系统进行优化[6]。

本文在分析城市轨道交通乘务组织方式的基础上，以运营成本最优为目标着重对乘务员排班方法进行研究。

乘务员的运营成本主要受待乘时间成本和加班成本影响，而该成本又受到值乘次数、待乘时间和工作量约束，在确定约束条件的前提下，构建最小目标函数，为城市轨道交通乘务员排班计划提供依据。

1乘务组织方式由于不同地区对于乘务员的值乘时段安排的差异性，将乘务任务分为了不同的类型。

城市轨道交通的乘务组织方式主要包含包乘制和轮乘制两种类型。

摘要：优化城市轨道交通乘务员的排班方法，对于优化城市轨道交通人员配置、提高服务效率、降低运营成本等具有十分重要的意义。

浅析城市轨道交通乘务排班计划优化摘要：乘务排班计划是城市轨道交通运营与管理工作中最重要的部分，为了能够保证人们日常出行的便捷性，高效率的排班计划是必不可少的。

目前，乘务员之间的休息时间和工作时间的安排无法实现一种平衡，导致严重影响了城市交通的效率以及服务水平。

因此，可以通过对排班计划的优化来实现高效的城市轨道交通，可以在高峰期配备专用的路线以及乘务人员，从而保证高峰期的人流量不会影响城市交通的质量，提高乘务的高效性。

本论文通过对城市轨道交通的乘务计划进行分析，并对影响城市轨道交通的因素进行分析，对乘务计划进行合理的调整，从而实现优化城市轨道交通的排班计划。

关键词：城市轨道交通；乘务计划；运作班制；人员配置乘务计划就是根据列车运行的路线，来合理的设置列车的数量以及所需要使用的司机。

乘务计划质量的高低可以影响着整个城市交通的质量与效率，还能影响企业的经营成本等问题。

而目前，轨道交通面临着司机较少的问题，主要原因是由于轨道交通企业对于司机的培训时间长等。

因此，优化城市轨道交通排班计划时非常必要的，通过对其合理编排，来提高整个轨道交通的效率，减少企业的经营成本，保证司机的合理配置，从而使得城市轨道交通能够安全顺利的运行。

1乘务计划影响因素1.1运输目标客流量对城市轨道交通有着巨大的影响，因此，在制定乘务计划时，要根据客流量以及高峰段对车辆的使用进行编排，对车辆的运营时间段、车辆的数量、车辆来回的时间进行综合考虑后进行合理的编制，从而能够实现车辆的高效利用以及资源的合理配置，使得最终制成的运行计划能够满足人们出行的需求。

1.2司机工作时长由于城市轨道交通的使用频率比较高，而且工作量比较大，工作时间比较长，导致司机在此情况下会出现疲劳等症状，使得轨道交通的质量与安全都受到影响，因此，在进行轨道交通计划的编制时，一定要合理的安排司机的工作时间，从而保证整个轨道交通的安全性与稳定性。

1.3司机人数在城市轨道交通的运行过程中，司机与车辆之间的数量是有一定的配置标准的，如果车辆的司机配置出现问题，需要及时的调整乘务计划，来保证车辆的正常运行。

浅析城市轨道交通乘务排班计划优化发表时间：2018-10-29T13:51:57.517Z 来源：《防护工程》2018年第19期作者：黄巍楠[导读] 现阶段，我国的经济发展的十分的迅速，城市化建设水平不断地提高。

城市轨道交通乘务排班计划是在给定运行图的基础上制定乘务人员的工作计划杭州市地铁集团有限责任公司运营分公司浙江杭州 311200摘要：现阶段，我国的经济发展的十分的迅速，城市化建设水平不断地提高。

城市轨道交通乘务排班计划是在给定运行图的基础上制定乘务人员的工作计划，其优劣程度对城市轨道交通的运营效率和成本具有显著影响。

目前有关乘务排班计划的评价方法方面还缺少深入细致的研究。

在借鉴国内外研究成果的基础上，选取相关标准的符合程度、班次间的均衡程度和方案的费用大小这三个方面对城市轨道交通乘务排班计划进行评价，之后采用熵权法确定综合权重来进行综合评价。

关键词：城市轨道；交通乘务；排班计划；优化引言城市轨道交通体系的发展影响着我国经济和社会的发展，而具体的乘务组织方式则决定着城市轨道交通能否有效的发挥作用。

在这样的背景之下，针对具体的乘务组织优化和运用办法进行研究是非常有必要的。

现有乘务制度主要为包乘制和轮乘制两种，在对这些制度进行介绍的基础上，本文将在第二部分内容中着重对轮乘制度进行分析，最后提出具体的优化措施。

1乘务制度介绍城市轨道交通电动列车乘务组织管理为轨道交通运营管理中一个重要的环节，其组织方式的优劣将直接影响轨道交通运营管理和生产管理的质量。

根据乘务组织管理特性，其乘务制度亦为乘务组织管理关键。

根据我国城市轨道交通运营管理经验，目前乘务组织管理中乘务制度大致分为包乘制和轮乘制两种。

包乘制：即列车由多名司机组成固定的乘务组完成其驾驶任务。

乘务组人员编制由用人单位根据实际工作情况，结合人员培训、休假、工作劳时调休等因素综合考虑制定。

目前该值乘方式在我国多出现在铁路乘务组织管理中。

轮乘制：即列车不固定值乘司机，由不同司机根据线路区段或劳动时间分段轮流值乘。

轨道交通乘务计划编制及优化发布时间：2023-02-22T01:25:41.581Z 来源：《中国科技信息》第33卷17期作者：朱海宾[导读] 城市轨道交通乘务计划是安排乘务员值乘的工作计划朱海宾单位名称：深圳地铁运营集团有限公司单位省市：广东省、深圳市单位邮编：518000摘要：城市轨道交通乘务计划是安排乘务员值乘的工作计划，是城市轨道交通运营计划的重要组成部分。

乘务计划一般分为乘务排班计划和乘务轮班计划，其中乘务排班计划是寻找列车车次与乘务任务之间的对应关系，是乘务轮班计划的基础，也是整个乘务计划编制过程中最复杂、难度最大的部分。

随着人工成本越来越高，合理、优化的乘务计划在降低运营成本方面的作用日益受到重视，关于乘务计划优化编制方法的研究也成为城市轨道交通运营领域的一个研究热点。

关键词：轨道交通；乘务计划；编制优化1.乘务计划基本概念城市轨道交通乘务计划是其运输组织中的重要组成部分之一，其乘务计划制定的好坏对企业的日常运营效率和运营成本都起到决定性的作用。

编制乘务计划的重要环节包括编制乘务排班计划和乘务轮班计划两部分。

且乘务排班计划编制水平的高低对列车的运营效率有着较大的影响；而乘务轮班计划的编制水平的高低对列车驾驶员的用人数量有着较大的影响，能够为企业节约用人成本。

2.乘务轮班计划编制的常见形式2.1包乘制包乘制即将列车驾驶员与列车进行固定的搭配，完全由列车驾驶员负责列车的日常运营和检验工作。

在日常的运营中，包乘制更加有利于列车驾驶员对车辆的管理和操纵。

便于管理且安全性得到更大的提高。

但也存在部分缺点，如在同样的乘务任务条件下，比轮乘制需要更多的列车司机配置。

在执行乘务任务时也比轮乘制的连续驾驶时间要长，列车驾驶员容易出现疲劳而导致安全隐患。

2.2轮乘制轮乘制是指将列车司机与列车分离并随机组合的乘务方式，没有包乘制模式下那样一一对应的人车关系。

列车驾驶员进行轮班工作，即同一辆列车在执行正线运营时由多组列车驾驶员驾驶。

基于非值乘时间成本的乘务排班计划优化编制方法研究
马竞驰;徐展治
【期刊名称】《物流科技》
【年(卷),期】2024(47)4
【摘要】乘务排班计划是城市轨道交通运输计划的重要组成部分,其编制方案优劣直接影响企业运营安全与乘务支出。

在班制规定工作时间内,非值乘时间占比越高,工作所需人力资源越多,运营支出效益越低。

文章通过缩减乘务人员非值乘时间中的非必要整备时间,从时间成本角度出发,构建最小费用模型。

同时设计以爬山算法作为局部搜索策略的文化基因算法,用于优化传统遗传算法对于解的早熟或不收敛导致局部最优的潜在可能。

最后以上海市轨道交通某条线路作为案例研究,结果表明模型能够在满足运营需求的前提下,优化乘务人员数量,从而降低乘务支出。

其研究结果可为城市轨道交通精细化管理提供理论依据和参考。

【总页数】7页(P8-13)
【作者】马竞驰;徐展治
【作者单位】上海工程技术大学城市轨道交通学院
【正文语种】中文
【中图分类】F253;U293.1
【相关文献】
1.基于均衡性的机车乘务排班计划编制方法研究
2.考虑时间均衡度的城市轨道交通乘务排班计划优化方法
3.基于列生成的城市轨道交通乘务计划优化编制方法研究
4.
基于地铁乘务资源共享的排班计划优化方法5.基于任务均衡的乘务排班计划优化编制方法研究
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考虑时间均衡度的城市轨道交通乘务排班计划优化方法丰富;陈绍宽;杜鹏【摘要】Crew scheduling of urban rail transit system, whose quality have a significant influence on the operational efficiency of urban rail transit, is an important part of urban rail transit operational management. This paper imports equilibrium as the indicator assessing the reasonability of the whole crew’s shift and rest in given period with minimum cost, on the basis of which an improved model for crew scheduling is established. Then in order to take into count the best match of shifts and the proper combination of morning and night shifts synchronously, the solution forthe model is disassembled into two consistent phases that refers to the greedy algorithm and bi-direction matching method. Finally, this model is applied in the case study of the urban rail transit system in Beijing and achieves a better performance compared to the existing crew scheduling solution. As a result, the improved model upgrades effectively the time equitability of the crew scheduling.%乘务排班计划是城市轨道交通乘务组织的核心内容和运营管理工作的重要组成部分，其生成质量对城市轨道交通的运营效率有显著影响。

城市轨道交通列车时刻表的优化与设计随着城市化的不断推进，城市交通问题也愈加严重。

城市轨道交通作为城市公共交通的重要组成部分，其准确、高效的时刻表安排对于缓解城市拥堵，提升交通效率、服务质量至关重要。

本文旨在探讨城市轨道交通列车时刻表的优化与设计。

一、城市轨道交通列车时刻表现状当前，国内城市轨道交通列车时刻表设计存在一些问题。

首先，部分城市轨道交通的班次间隔过短，列车密度过大，容易导致拥堵和乘客流失；其次，部分城市轨道交通采用固定时刻表，未充分考虑乘客需求变化和日常交通的变化，容易导致运营效率低下。

因此，城市轨道交通列车时刻表的优化与设计势在必行。

二、城市轨道交通列车时刻表优化的具体措施1、时刻表的合理设计合理的时刻表设计需要考虑到乘客的出行需求，包括高峰和低峰的客流变化、工作日和休息日的交通量变化、不同区域的客流差异等因素。

根据不同的客流变化，可以设计多个时刻表，为乘客提供更加方便、快捷的服务。

2、适时的列车间隔为了保证运营效率和服务质量，需要合理控制列车间隔。

合理的列车间隔可以避免拥堵现象的发生，同时保证乘客能够更快速、高效地到达目的地。

列车间隔还可以根据客流量和运营的实际情况做出相应的调整，以达到最优的运营效果。

3、智能化服务随着科技的发展，城市轨道交通的服务也应该向智能化方向发展。

通过智能化系统，可以实时监测列车的运行状况和乘客的变化，及时调整列车的出发时间和间隔，以应对客流高峰和低谷的变化，保障客流的顺畅运行。

三、城市轨道交通列车时刻表优化的意义1、提升交通效率优化城市轨道交通列车时刻表可以提高运营的效率和服务质量，缓解拥堵和交通压力，为市民带来更加高效、便捷的交通服务。

2、减少社会成本城市轨道交通的再次运行成本较低，同时都能够带来更为方便快捷的出行方式，这也就减轻了社会上的一些成本，比如道路拥堵造成的时间成本和环境污染等方面的成本。

3、提升城市面貌和品质良好的公共服务和交通环境往往也是城市面貌和品质的体现。

城市轨道交通乘务排班计划方案评价方法
王春强
【期刊名称】《人民公交》
【年(卷),期】2024()9
【摘要】伴随着我国城市规模的持续扩大,城市人口不断增加,交通拥堵问题日趋突出,同时,人口、土地和交通之间的冲突也日趋明显。

为解决这三者之间的矛盾,我国城市轨道交通建设已越来越引起社会各界的重视。

列车以其大容量、高准点率、快速、绿色、环境友好等优势,可以有效地减轻城市道路交通的拥堵状况,因此各国都在积极开展自己的轨道交通建设。

整个产业的发展也给乘务人员的排班工作带来了新的挑战。

针对乘务排班方案的研究,可以有效地提高列车运行效率,提高乘客的出行体验,是当前我国城市轨道交通研究的一个重要趋势。

【总页数】6页(P63-68)
【作者】王春强
【作者单位】北京市地铁运营有限公司运营一分公司
【正文语种】中文
【中图分类】U23
【相关文献】
1.城市轨道交通乘务排班计划方案评价方法
2.考虑时间均衡度的城市轨道交通乘务排班计划优化方法
3.城市轨道交通乘务排班工作中的混合班制方案
4.基于TSP问
题思想的城市轨道交通乘务排班计划研究5.基于列生成的城市轨道交通乘务排班计划优化
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城市轨道交通末班列车时刻表优化方法一、引言城市轨道交通是现代都市交通体系的重要组成部分，为居民出行提供了快速、便捷、高效的选择。

末班列车时刻表的优化是提高轨道交通服务水平和满足乘客需求的重要途径。

本文将探讨城市轨道交通末班列车时刻表的优化方法，以提升运行效率和乘客体验。

二、末班列车时刻表的重要性末班列车时刻表是城市轨道交通运营中的重要组成部分，直接关系到乘客出行体验以及运营效益。

合理的末班列车时刻表能够提高乘客出行效率，缓解高峰期运力压力，同时保证运营的正常进行。

因此，对末班列车时刻表的优化具有重要的现实意义和应用价值。

三、末班列车时刻表优化的方法3.1 数据分析和模拟1.收集和分析大量的实际乘客出行数据，包括高峰期和非高峰期的乘客流量分布、乘客出行趋势等；2.运用数学模型和仿真技术，对不同的时刻表方案进行模拟和评估，以找出最优方案。

3.2 考虑乘客需求和出行特点1.根据不同乘客群体的出行需求特点，合理确定末班车的时间和间隔，以满足乘客的出行需求；2.考虑乘客换乘路径，避免末班车出行时间与其他交通工具的发车时间冲突。

3.3 优化运输服务能力1.根据高峰期和非高峰期的乘客流量分布和趋势，合理调整末班车的运行时刻和间隔；2.确保末班车的容量满足高峰期乘客的需求，避免因超载造成的不便和安全隐患。

3.4 结合智能化管理和运营系统1.运用先进的智能化技术，建立起末班车时刻表的动态管理系统，实时监测乘客的出行需求和运输服务能力，及时调整时刻表；2.运用信息化手段，提供乘客查询末班车时刻的便利，增强乘客出行的可控性和舒适度。

四、末班列车时刻表优化的效果通过优化末班列车时刻表，可以实现以下效果： 1. 提高乘客的出行效率和体验，减少等车时间，缓解交通拥堵； 2. 提高轨道交通运输服务的质量和效益，增加运营收入； 3. 跟踪乘客出行数据，优化时刻表，进一步提升运营效率和乘客满意度。

五、结论末班列车时刻表的优化是提高城市轨道交通运行效率和乘客出行体验的重要手段。

城市轨道交通运行时刻表的优化实现随着城市人口的增加和城市交通的发展，城市轨道交通的重要性越来越高。

对于乘客来说，轨道交通的运行时刻表非常重要，因为它能够帮助乘客制定更加合理和高效的出行计划。

对于城市轨道交通而言，优化运行时刻表也能够提高列车运行效率，减少拥堵和延误，并最终提升城市交通运输的整体水平。

一、影响城市轨道交通运行时刻表优化的因素要想优化城市轨道交通的运行时刻表，首先需要了解影响时刻表的因素有哪些。

城市轨道交通的运行时刻表受以下因素的影响：1. 列车容量和速度：轨道交通的列车容量和速度直接影响到运营时刻表的安排，最大程度的保障了轨道交通的运载效率和安全。

2. 车站布局：城市轨道交通的车站布局数目和位置，决定了列车的停靠次数和停留时间。

3. 乘客客流量：乘客客流量是一个比较重要的影响因素，客流量的高低决定了列车的发车时间间隔以及列车的运行总时间。

4. 维修保养：列车的维修保养对于时刻表的影响也是非常大的，因为修理维护也是需要时间的，如果制定不当，它会对列车的运营时间产生很大的影响。

二、城市轨道交通运行时刻表优化的意义城市轨道交通时刻表的优化，对于城市的交通运输和城市运行的效率都是非常有意义的。

1. 提高乘客的体验：时刻表的合理安排可以更好的服务乘客，提高乘客的体验，减少等待时间，让乘客出行更加方便和舒适。

2. 减少延误和拥堵：时刻表的优化可以同时考虑列车的停车时间、运行时间等因素，从而减少延误和拥堵。

3. 提升城市交通效率：时刻表的优化能够让城市交通运输更加高效，从而提升整个城市的交通运输效率。

三、城市轨道交通运行时刻表优化实现的方法城市轨道交通运行时刻表优化实现的方法比较多，可以考虑以下几种方式：1. 建立预测模型：通过对乘客的出行数据进行分析，建立预测模型，以便更加准确地预测乘客的出行需求和量，从而制定更加合理和高效的运行时刻表。

2. 进行多因素分析：考虑到时刻表的优化是受多种因素的影响的，所以需要对汽车容量、路线、车站布局、运行时间等多个因素进行分析，制定合理的时刻表。

基于时空网络的城市轨道交通乘务排班模型研究摘要乘务排班计划是城市轨道交通运营管理的核心内容。

良好的乘务排班计划可以提高司机生产率，降低企业运营成本，提高城市轨道交通运营管理精细化水平。

本文结合我国城市轨道交通的运营规范与特点，以及全自动驾驶技术的引入对传统计划编制带来的影响，构建了具有泛用性的乘务排班优化模型，设计了相应的混合启发式算法进行求解，并对计算结果进行评价与分析。

论文主要研究内容如下：(1) 以城市轨道交通乘务排班计划为研究对象，以缩短乘务员总等待时常为优化目标，在归纳城市轨道交通乘务排班计划相关内容基础上，阐述新型驾驶模式对乘务计划带来的影响，分析优化问题中的组成要素与影响因素。

为构建模型提供理论基础。

(2) 选择时空网络模型对问题进行建模，以点-弧的形式将乘务任务间的关系拓扑到时空网络中。

将模型中出退勤点与以往绑定的车场分离，转变为灵活的虚拟点，使得模型可以同时适用于传统与全自动驾驶模式下的排班问题。

在考虑了相关法律法规与运营规则带来的约束的基础上，建立了以总等待时间最少为主目标，乘务人数和走行时间为惩罚函数的多目标优化模型。

(3) 结合本文乘务排班模型的特征，采用粒子群遗传混合算法对问题进行求解。

在阐述算法流程的基础上，对算法的编码、初始解生成、交叉与变异等具体步骤进行了设计，并利用Matlab平台完成算法程序的编写。

(4) 结合上海地铁X线实际案例，进行算例分析。

在对现实数据进行预处理的基础上，模拟全自动驾驶模式下的排班问题，对问题同时使用粒子群、遗传算法与混合算法进行计算。

计算结果表明优化模型与混合算法的实用性与有效性，为城市轨道交通乘务排班计划编制提供了有意义的参考。

关键词：城市轨道交通，排班计划，时空网络STUDY ON CREW SCHEDULING MODEL OF URBANRAIL TRANSIT BASED ON TIME-SPACE NETWORKABSTRACTCrew scheduling is the core content of urban rail transit operation management. A good crew scheduling plan can improve driver productivity, reduce enterprise operating costs, and improve the refinement level of urban rail transit operation management. In this paper, combined with the operation specifications and characteristics of urban rail transit in China, as well as the impact of full-automatic driving on the traditional planning, a crew scheduling optimization model with certain versatility is constructed, and the corresponding hybrid heuristic algorithm is designed to solve this problem, then the calculation results are evaluated and analyzed. The main contents of this paper are as follows:1. Taking the crew scheduling plan of urban rail transit as the research object and reducing the total waiting time of crew as the optimization objective, based on the induction of the relevant contents of the crew scheduling plan of urban rail transit, this paper expounds the impact of the new driving mode on the crew scheduling, and analyzes the constituent elements and influencing factors in the optimization problem. It provides a theoretical basis for the construction of the model.2. The time-space network is selected to model the problem, and the relationship between duties is topological to spatiotemporal network in the form of point-arc. The model can be applied to the both of scheduling problem of traditional and fully automatic driving mode. Considering the constraints brought by relevant laws and regulations and operation rules, a multi-objective optimization model with the minimum total waiting time as the main objective and the number of crew members and running time as the penalty function is established.3. Combined with the characteristics of the crew scheduling model in this paper, PSOGA algorithm is used to solve the problem. On the basis of the algorithm flow, the coding, initial solution generation, crossover and mutation of the algorithm are designed, and the MATLAB platform is used to write the program to complete the algorithm development.4Combined with the X-ray operation case of Shanghai Metro, the calculation exampleis analyzed. On the basis of preprocessing the real operation data, this paper simulates the scheduling problem under the full-automatic driving mode, and uses PSO, GA and hybrid algorithm to calculate the problem at the same time. The results show that the optimization model and the hybrid algorithm are practical and effective, which provides a meaningful reference for the preparation of the crew scheduling of urban rail transit.KEY WORDS：urban rail transit, crew scheduling, time-space network目录第一章绪论 (1)1.1研究背景及意义 (1)1.1.1 研究背景 (1)1.1.2 研究意义 (2)1.2国内外文献综述 (3)1.2.1 国外研究成果 (4)1.2.2国内研究现状 (6)1.2.3综述小结 (8)1.3研究内容与技术路线 (9)1.3.1 研究内容 (9)1.3.2技术路线 (10)1.4小结 (11)第二章城市轨道交通乘务排班问题概述 (13)2.1城市轨道交通运营组织内容梳理 (13)2.1.1 开行方案与列车运行图 (13)2.1.2 乘务方式与轮转方式 (14)2.2乘务排班计划编制方法与影响因素 (16)2.2.1 排班计划的内容与影响因素 (16)2.2.2 排班计划的影响与限制因素 (17)2.2.3 编制步骤 (18)2.3全自动驾驶技术对排班计划的影响 (19)2.4小结 (21)第三章城市轨道交通乘务排班模型的构建 (22)3.1常用模型的分析与选取 (22)3.2排班问题在时空网络中的拓扑 (23)3.3模型的构建 (25)3.3.1 符号定义 (25)3.3.2 目标函数 (27)3.3.3约束的设置 (28)3.4小结 (31)第四章城市轨道交通排班问题算法实现 (32)4.1既有算法概述 (32)4.2乘务排班问题的算法的选择和设计 (33)4.2.1 遗传算法与粒子群算法简介 (33)4.2.2 粒子群遗传算法的构建 (35)4.3算法开发与实现 (38)4.3小结 (39)第五章算例与分析 (41)5.1案例介绍 (41)5.2基础数据 (42)5.2.1基本参数设定 (42)5.2.2数据的预处理 (42)5.3计算结果与分析 (43)5.3.1结果展示 (43)5.3.2结果分析 (47)5.4小结 (49)第六章总结和展望 (50)6.1总结 (50)6.2展望 (51)参考文献 (52)附录 (55)攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果 (58)致谢 (59)第一章 绪 论1.1 研究背景及意义1.1.1 研究背景随着我国经济的发展和城市化进程的逐步加快，大量人口涌入城市，市民日益增长的出行需求为城市交通系统所带来的压力与日俱增。

基于乘务员共享的城市轨道交通乘务排班计划优化研究发布时间：2021-05-10T15:37:41.460Z 来源：《基层建设》2020年第30期作者：秦鹤璇[导读] 摘要：城市轨道交通目前已经成为我国很多城市解决交通问题的一个重要措施。

天津轨道交通运营集团有限公司天津 300000摘要：城市轨道交通目前已经成为我国很多城市解决交通问题的一个重要措施。

在众多城市轨道交通项目中，地铁占据了很大的比重，而城市地铁的运行则是以线路为一个管理单位，地铁线路根据时间以及线路位置的不同其客流量也是不同的。

但是对于一些比较繁忙的线路来讲，乘务员不够已经成为非常普遍的问题，这就需要从别的线路中进行乘务员的抽调，在这个过程中需要的时间相对是比较长，因此需要建立一个乘务员共享模式，进而推动城市轨道交通的顺利运营。

本文就以地铁的乘务员共享为例，重要针对其乘务排班的计划优化进行探究，以供参考。

关键词：城市轨道交通；乘务员共享；排班计划优化引言公共交通的乘务排班这对于其运行的影响是非常大的，尤其是针对可以大规模运送人员的公共交通来讲，良好的乘务排班计划可以有效地提高车辆的运行效率并且促进相关服务的质量。

其实目前公共交通的乘务排班具有很多的共同性，比如排班计划都是以一个乘务片段为基础的，在进行乘务员共享排班计划的应用中会存在一些问题，进而影响共享模式的应用，所以要针对性地对这些问题进行改进。

本文就针对这个问题进行了探究，希望可以为相关的研究或者是设计优化工作提供一些帮助。

一、相关概述（一）乘务员共享意义我国很多城市的轨道交通里程已经非常庞大了，而且因为城市边缘的扩张，其轨道交通的建设也非常的频繁。

因为很多城市的地铁建设时间跨度比较长。

以北京地铁为例，一号线开通运营已经有五十年了，所以目前很多城市的地铁运行都是以线路为基础的，每一条线路的车型以及信号等都存在一些差异，甚至一些线路的管理方式也是存在差异的。

这也就造成地铁线路乘务员只能在本线路进行工作，不能进行跨线路驾车[1]。

城市轨道交通节能列车时刻表优化方法城市轨道交通作为一种快速、便捷、环保的交通方式，越来越受到人们的青睐。

然而，轨道交通系统在运营过程中，能耗、车辆损耗等问题也随之而来。

为了降低能源消耗、减少车辆损耗，需要对轨道交通的时刻表进行优化。

下面是城市轨道交通节能列车时刻表优化方法的章节划分：一、时刻表优化的背景和意义城市轨道交通的能源消耗和车辆损耗是影响其经济效益和环境效益的重要因素。

时刻表优化是降低能源消耗、减少车辆损耗的有效途径。

通过优化时刻表，可以合理安排列车运行时间和间隔，降低能源消耗和车辆损耗，提高轨道交通系统的经济效益和环境效益。

二、时刻表优化的方法1. 车辆调度模型车辆调度模型是指根据列车的运行速度、停车时间、发车间隔等因素，建立数学模型，通过计算机模拟得出最优的车辆调度方案。

该模型可以考虑列车的行驶时间、停车时间、换乘时间等因素，优化列车的发车间隔和运行速度，实现节能减排的目的。

2. 车站间距离优化车站间距离是指相邻两个车站之间的距离，车站间距离的优化可以减少列车的加速和减速次数，降低能源消耗和车辆损耗。

根据车站间距离的优化，可以调整列车的速度和发车间隔，实现节能减排的目的。

3. 车站停靠时间优化车站停靠时间是指列车在车站停留的时间，车站停靠时间的优化可以减少列车的停车时间，降低能源消耗和车辆损耗。

根据车站停靠时间的优化，可以调整列车的发车间隔和运行速度，实现节能减排的目的。

4. 车辆速度优化车辆速度是指列车在行驶过程中的速度，车辆速度的优化可以减少列车的行驶时间和能源消耗，降低车辆损耗。

根据车辆速度的优化，可以调整列车的发车间隔和停靠时间，实现节能减排的目的。

三、时刻表优化的效果通过时刻表优化，可以降低轨道交通系统的能源消耗和车辆损耗，提高系统的经济效益和环境效益。

同时，时刻表优化还可以提高列车的运行效率和服务质量，提高乘客的出行体验，促进城市交通的可持续发展。

总之，城市轨道交通节能列车时刻表优化是一个复杂的问题，需要综合考虑列车的运行速度、停车时间、发车间隔等因素，通过数学模型和计算机模拟得出最优的车辆调度方案。

城市轨道交通乘务排班问题的策略优化研究摘要：随着我国城市化进程的不断深入，城市轨道交通得到了很好的发展，可以有效缓解城市交通压力，而乘务排班问题对于轨道交通的有序运营有着非常重要的影响，因此如何有效优化乘务排班问题成为当前城市轨道交通发展过程中的一项重要课题。

本文将就城市轨道交通乘务排班优化问题展开相关探讨和研究，以期能为相关从业人员带来一些帮助和启发。

关键词：城市轨道交通；乘务排班；策略优化一、引言随着我国现代化的不断推进，经济建设以及城市建设都取得了很好的成绩，但随着而来也带来了很严重的交通拥堵问题，而城市轨道交通的有序运营能够有效解决这一问题，因此越来越多的城市开始进行交通轨道建设投资，相应的城市轨道交通网络也在不断扩大当中，所暴露出的问题也越来越多，如何确保轨道交通更加有序进行，成为当前城市轨道发展中的一项重要课题。

乘务人员在运输任务执行过程中扮演着非常重要的角色，只有实现合理排班调度，才能更好确保运输过程秩序，有效节省运输过程成本，在提高人员利用率同时，能够有效提高企业效益。

过去在进行乘务安排时大多是还是采用人工编制方式，这样的编排方式效率较低，灵活性较差，存在很多弊端，已经无法满足运营实际需求，因此需要积极利用计算机实现自动编制乘务排班，通过建立模型得到更加优化的求解方案，以有效提高编排效率和水平，提高应变能力和适用范围，促进城市轨道交通更好的发展。

二、乘务排班背景及特点1.相关背景乘务排班能够有效提高列车运营有效性，其通过相关规则将运营任务进行科学合理规划安排，具体落实到乘务人员每天工作安排当中，排班效果会直接影响到实际运行秩序以及人员相关管理支出。

通常来说，在列车运行计划已经制定完毕之后，需要确保每辆列车上都有相应可以满足运行需要的乘务人员，同时需要注意的是，除了需要避免人力资源浪费以外，还需要考虑到乘务人员身体健康，以免造成一定安全隐患。

2.乘务制度常见的乘务制度分为包乘制以及轮乘制两种。

关于城市轨道交通乘务排班问题的策略优化探讨摘要：经济时代的来临既为我们的生活带来便利又带来例如环境污染、交通拥堵等问题，但是城市轨道交通系统正是在这样的时代下取得了快速的发展。

另一方面，城市轨道交通系统的的快速发展，也正是有效缓解交通拥堵的重要方法。

因此对城市交通乘务进行合理的排班对于城市交通轨道系统的运行以及秩序有良好的作用。

本文将从城市轨道交通乘务排班问题的研究意义、乘务排班的背景及特点、乘务排班的程序、现阶段需要进行的问题等方面对城市轨道交通乘务排班问题进行优化探讨，希望对城市轨道交通系统的发展提供参考。

关键词：城市轨道交通系统；研究意义；乘务排班；优化探讨；问题研究引文：乘务排班即对乘务员进行排班优化，使运营中的乘务费用支出减少，运营效益增加。

在进行排班时要注意乘务员同一站点换乘、乘务员休息时间、连续工作时间、总休息次数等各方面的问题。

目前我国的乘务排班采用的主要是人工编制计划的方法，这一方法渐渐不再适用于现阶段的城市轨道交通建设，因为它存在耗时多、灵活性不够等缺点。

一．城市轨道交通乘务排班问题优化研究的积极意义城市轨道交通的排班是很复杂的，但是也是具有积极意义的，它是乘务计划编制的一个重要环节。

在经济的迅速发展下，城市的交通线路不断的扩充，运输市场不断扩大，都需要对乘务排班进行优化研究，乘务排班的优化研究的积极意义包括如下几点：1.弥补了传统数学模型“不变”的缺陷用传统的数学模型来解决乘务排班时，是根据执行者的预想和期望的事前决策过程，所制定出来的计划和方案不能很好地应对突发状况，当乘务编制环境发生变化或者某些参数改变时，不能迅速及时的应对变化，作出调整。

而当遇到这些情况时，只能重新排班或者更改模型，这都会增加排班的难度，浪费了时间。

而进行策略优化就可以很好地改善这一状况，提高随机应变的能力，还可以根据排班情况迅速的做出反应，满足特殊需要。

所以，城市轨道交通乘务排班问题的优化研究能够弥补传统数学模型“不变”的缺陷，随机应变的解决排班问题。

城市轨道交通乘务排班计划优化分析摘要：在进行城市轨道交通体系建设时，需要根据交通乘务要求，制定合理排班计划，在保证交通运输计划顺利实施基础上，降低交通运营成本。

在对交通乘务排班计划内容优化和完善时，可以采用列生成算法，在班次数最小目标基础上，构建排班模型。

应用列生成算法时，需要构建集合覆盖模型，并构建网络图模型，才得出最短路径集合。

在对最小班次检验时，需要严格遵循工作时长综合惩罚以及工作效率优化原则，尽可能减少乘务班次数，并对出行指标优化和完善。

本文就城市轨道交通乘务排班计划优化进行相关分析和探讨。

关键词：城市；轨道交通；乘务排班；计划优化分析在我国社会经济不断发展期间，对城市轨道交通体系建设，提出了更高要求。

要想促进城市轨道交通畅通发展，就需要做好乘务排班计划完善，提高交通运营效率。

乘务排班计划规定了乘务员一日工作安排，通常情况下乘务排班计划编制内容，主要包含了连续乘务片段，将其组合为乘务作业段，形成乘务班次。

值班人员需要按照乘务班次中指定车次执行相应任务，乘务片段将停车场和车辆段以及轮乘段作为主要分割点，对运行路线中连续完成乘务任务最小片段有效分割[1]。

一、城市轨道交通乘务排班计划模型构建（一）构建集合覆盖模型在对乘务排班问题解决时，基本思路是从可行班次集合中选择，能够满足乘务片段全覆盖约束子集，构建乘务排班方案。

在构建全覆盖模型时，需要明确乘务班次成本以及乘务片段数量，还要对可行乘务班次数量以及变量影响全面分析和控制。

在对乘务工作成本研究时，主要包含了乘务人员工资以及乘务员数量等内容，需要将班次数最少作为优化目标，构建最优模型[2]。

（二）采用列生成算法在应用列生成算法时，可以对线性规划难题有效解决，列生成算法主要包含了定价子问题和限制主问题。

其中的限制主问题是指建立在，原问题初始可行解基础上的线性规划问题，与松弛问题的根本区别在于，重复班次集合内容。

松弛问题中的乘务班次集合，主要包含了可行班次集合。

城市轨道交通乘务排班计划优化方法研究一、引言城市轨道交通是当代城市交通系统中重要的组成部分，其规模不断扩大，交通量不断增加，安全性和可靠性日益受到社会关注。

由于轨道交通系统的特殊性和复杂性，轨道交通的乘务排班计划变得越来越重要。

在乘务排班计划中，合理的乘务排班能够极大的提高轨道交通运营效率和服务质量，降低乘务员的工作强度，保障乘务员的身体健康。

二、研究背景随着城市轨道交通网络的加速建设，轨道交通的乘客数量和需求逐年增长，乘务员排班计划遇到的问题也日益严重。

传统的排班方式已经无法满足乘客需求和地铁运营的要求。

在传统的排班方式中，人工计算不仅效率低下，而且容易出现错误。

为了提高排班计划的自动化程度，减轻乘务员的工作强度，优化排班方案，很多学者和研究人员提出了各种排班方案和自动化排班算法，其中比较常见的方法有遗传算法、模拟退火算法、粒子群算法、人工神经网络算法等。

三、研究内容及方法本文以城市轨道交通乘务排班计划优化为研究对象，提出一种基于遗传算法的乘务排班计划优化方法。

该方法主要分为两个阶段：乘务员排班规划和排班方案优化。

在第一阶段中，首先需要对城市轨道交通车站进行适度的分析，以了解每个站点的运营情况和乘务员的需求，然后根据实际需求制定合理的排班计划，确定每个班次需要多少名乘务员，并指定具体的排班人选。

在第二阶段中，需要根据实际情况对乘务排班方案进行优化，以减少排班方案中存在的不必要的冲突和交叉，提高运营效率和稳定性。

本文引入遗传算法优化排班方案,先用随机方式生成初始种群，接下来采用遗传算法进行迭代，使得每次迭代后的种群中的方案更加优化。

具体优化过程如下：1. 初始化种群选择适合轨道交通乘务排班计划的基因编码方式，构建一个适当的遗传算法模型，使用该模型生成初始种群。

2. 选择操作选择优秀的个体，并将它们加入下一代。

优秀的个体应该具有较低的罚分和更好的适应性，以确保下一代更适合操作。

3. 交叉和变异操作交叉：将两个个体的遗传子序列互相交换，在子序列中交换两个基因或交换连续的基因。