基于GATS的公交驾驶员调度算法研究

论文摘要

随着世界各地城市现代化程度的提高,城市交通拥堵问题日益严重,发展公共交通是解决这一问题的重要途径之一。运营调度管理是公交企业的核心业务,驾驶员调度作为公交调度管理中的重要组成部分,关系着整个调度计划的人员使用效率和运营成本。科学合理的调度方案可以减少运营成本,提高调度管理的效率和水平。本文结合国内外驾驶员调度问题研究发展历史,综述了解决驾驶员调度问题常用的研究方法,在对国内外驾驶员调度理论与模型进行分析的基础上,重点探讨了遗传算法与禁忌搜索算法结合策略求解这一问题的数学模型与方法。禁忌搜索与遗传算法结合策略(GATS)综合了遗传算法具有多出发点和禁忌搜索的记忆功能及爬山能力强的特点,主要用于初始解的改进的过程中。最后根据北京公交专线分公司线路时刻表的实际数据进行了实例分析。实验结果证明国内现有的人工编制的时刻表有很大的优化空间,本文采用的优化模型与算法对于提高人员效率和车辆使用率有一定的帮助。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 论文结构和主要内容
• 2 国内外研究的理论与方法综述
• 2.1 国外研究状况
• 2.1.1 早期的纯启发式算法
• 2.1.2 中期的数学规划方法
• 2.1.3 目前的元启发式算法（Meta-heuristic）
• 2.2 国内研究状况
• 2.2.1 驾驶员调度现状
• 2.2.2 研究状况
• 2.3 本章小结
• 3 公交驾驶员调度问题分析
• 3.1 公交驾驶员调度的相关概念
• 3.1.1 行车计划与发车类型
• 3.1.2 班次与班次类型
• 3.1.3 驾驶员换班
• 3.1.4 驾驶员调度
• 3.1.5 驾驶员调度的目标
• 3.2 公交驾驶员调度问题的复杂性
• 3.2.1 多目标规划问题
• 3.2.2 实际问题规模
• 3.2.3 约束条件复杂
• 3.3 本章小结
• 4 基于GATS策略的驾驶员调度问题模型与算法
• 4.1 驾驶员调度问题的模型
• 4.1.1 车辆运营任务
• 4.1.2 驾驶员调度方案
• 4.1.3 劳动规则和成本计算公式
• 4.1.4 驾驶员调度目标
• 4.2 模型求解步骤
• 4.2.1 求解思路
• 4.2.2 初始解的构建
• 4.3 遗传禁忌混合策略（GATS）
• 4.3.1 GATS策略
• 4.3.2 禁忌搜索操作
• 4.3.3 遗传算法操作
• 4.4 本章小结
• 5 实例分析
• 5.1 数据背景介绍
• 5.2 GATS算法求解
• 5.2.1 数据处理
• 5.2.2 求解算法
• 5.3 实验结果比较
• 6 结论
• 参考文献
• 附录A
• 附录B
• 作者简历
• 学位论文数据集