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EMBA视角下的的驾驶员调度问题分析

本文首先介绍了驾驶员调度问题的国内外发展现状以驾驶员

调度问题的相关概念，驾驶员调度问题是极其复杂的交通规划系统的

一部分，有效的优化驾驶员调度能提高公交的运行效率的和降低公交

运行的成本。通过对驾驶员调度问题数学建模，明确了问题的约束和

优化目标，并对蝙蝠算法和类电磁机制算法进行了详细分析，再用类

电磁机制算法来改进蝙蝠算法

第一章绪论

1.1研究背景意义

近年来，随着城市化程度的逐步提高，城市中的交通情况日趋恶

劣，而要发展公共交通是解决城市交通问题的有效途径之一。在我国

公共交通客运还是采用手工作业的调度方式，使得车辆的行驶速度下

降，行车间隔的不均匀，经常会出现有一些“大间隔”、“串车”的

情况发生，导致客运的服务质量下降。依照人工的经验来编制时间表

导致驾驶员常常被固定在某一车辆上，造成驾驶员和车辆的资源浪费。

公共交通的调度质量影响着客运的服务质量，而公共交通调度的内容

包括有驾驶员调度1［］和时间表的生成等。驾驶员调度是公共交通

调度计划整个过程中关键的一步。驾驶员的调度问题是在已经确定的

车辆调度和行车计划表的前提下为驾驶员分配任务。这个问题是根据

行车计划表为基础，同时是行车计划的应用[2]o公共交通驾驶员

调度问题是用最少的公交驾驶员和最小的成本来完成车辆的运营，它

是个多目标组合优化问题。对驾驶员调度问题进行深入的研究能够提

升人员的利用率，可给公交公司产生巨大的收益，所以会引发了人们

对驾驶员调度的兴趣并已受到了广泛的关注。驾驶员调度问题是人

员排班问题的一种，人员排班问题吸引着来自数学、管理学、运筹学

和计算机科学等领域的许多学者，它属于典型的调度问题。在国内外

已有这个问题有着许多的研究，它是一种特殊的数学划问题。在前

人的的研究与探讨中，有跟多的方法被应用到此问题上，我们大致上

可将其划分为两大类：第一类是数学划方法，这种方法理论上可以

求得问题的精确解，但是它的运算时间会随着问题模的逐步扩大呈

现指数的增长，不适于求解模较大的排班问题，解决模较大的问

题我们通常选择第二类方法，启发式算法，该算法可找到问题的近似

解。有一些启发式算法都已应用到人员排班问题上，如：模拟退火法

(SimulatedAnnealing)、粒子群算法(ParticleSwarm

Optimization)、遗传算法(GeneticAlgorithm)等。在驾驶员调

度的理论研究上，许多文献都尝试使用一些智能算法求解，其中的一

部分在国外的商业应用上取得了很大的成功，但是这些方法并不可以

直接使用，它需根据自己的情况做出必要的调整，国内的公共交通的

现状和国外的模式有着极大的区别，对问题的建模上也不可一概而论。

综上，本文尝试将改进后的蝙蝠算法应用到驾驶员调度问题上。在研

究分析了驾驶员问题的特殊现状以后，用改进后的蝙蝠算法来解决驾

驶员调度问题，实现贪婪的要求，以期在容许的时间里获得问题的满

意解。

1.2国内外研究现状

1.2.1国外研究现状

从国外对驾驶员调度问题的研究来看，最先对这个问题进行深入

分析的是英国利兹大学WeaverWren和美国的Elias[3]等人。在

60年代时，Elias就使用启发式方法将行车计划划分成一个连续驾

驶段的集合，然后再组合两个连续驾驶段生成班次，在生成的所有班

次中成本最低的解决方案就是驾驶员调度问题的最佳解决方案。

TRACS[4]系统是英国利兹大学的Weaver和Wren在前人研究的基

础上开发出来的，此系统可以分为两个部分，第一部分是对程序进行

初始化，主要是对问题成好的初始解，第二部分是有一些优化程序,

对初始解进行改进。这个系统是针对特定的问题建造的，它在适应性

的问题上有着极大的缺陷，如要更改问题的需要则要对系统进行重新

设计