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原文传递城市轨道交通乘务计划优化研究

论文题名：	城市轨道交通乘务计划优化研究
关键词：	城市轨道交通;乘务计划;TSP问题;蚁群算法
摘要：	乘务计划是城市轨道交通运营组织中的核心组成部分，在我国城市轨道交通处于持续、高速发展的情势下，科学高效的运输组织、合理优化的乘务计划变得愈加重要。乘务计划是在运行图、车底周转计划已经确定的前提下，为所有列车分配乘务人员，安排乘务人员的值乘任务与休息。由于乘务计划受实际情况影响较大，计划编制复杂规模较大，管理人员依靠人工编制的方案往往不够灵活不够优化，因此乘务计划的编制水平对于运营企业成本控制、运行图执行效率以及人员利用率具有重要意义。　　本文详细分析了城市轨道交通乘务规则独特性、乘务计划影响因素复杂、计划编制过程约束限制多等特点，结合城市轨道运营实践以降低运营企业成本和提高乘务人员工作强度均衡性为目标，分别建立乘务排班与乘务轮班计划模型，基于TSP问题思想将核心步骤转化为类TSP问题，并设计智能算法进行求解。　　论文的主要研究内容如下：　　（1）分析城市轨道乘务计划组成、运输组织流程、乘务规则、轮班模式、编制过程相关术语、各项法规与时间标准、影响因素等相关理论基础，并详细阐述乘务计划编制流程；对采用的智能算法蚁群算法原理、具体流程、相较于其他算法的特点以及常用改进策略进行总结，为后续模型构建与算法设计提供依据。　　（2）构建城市轨道乘务计划优化模型，共包含乘务排班计划与乘务轮班计划两部分。乘务排班计划考虑覆盖约束、组合间隔约束、劳动强度约束、就餐约束，以乘务作业段间接续时间最小与工作班间工作强度均衡为目标构建模型；乘务轮班计划依据编制方法分为单一循环和固定周期，以接续规则为限制，分别构建以工作班间接续时间最小休息时间最大化和乘务位置间工作强度均衡为目标的单一循环轮班模型、以每大组内乘务人员工作强度均衡最优为目标的固定周期轮班模型。　　（3）研究排班与单一循环轮班问题实质将工作班生成步骤、乘务位置生成步骤转化为类TSP问题，并分析转化过程的重点和与经典TSP不同点。针对班次/乘务位置间的划分以及接续规则的特殊性，同时为了降低接续时选择节点的无效性与作业段单独成班现象，分别设计了包含双路径表与多种节点选择方式的排班模型与轮班模型蚁群求解算法。　　（4）基于某地铁4号线数据为例，编制乘务排班计划和乘务轮班计划，分析求解结果，验证了模型和算法的有效性和可行性。
作者：	苏铭
专业：	交通运输规划与管理
导师：	李引珍
授予学位：	硕士
授予学位单位：	兰州交通大学
学位年度：	2022