基于生成与选择方式的乘务调度方法研究

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1、AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringResearchonCrewSchedulingbyGenerate-and-selectApproachCandidate：SuXuanMajor：SystemsEngineeringSupervisor：ProfessorShenYindongHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan43007

2、4,P.R.ChinaFebruary2013独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和

3、借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在_____年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要有效的乘务调度能够为公共交通系统带来巨大的成本节约，但是，乘务调度问题因受制于一系列劳动法规的约束变得十分复杂，是极为复杂的组合优化，属NP难问题，在国外深受研究关注并有相当多的已应用于实际的调度方法和乘务调度

4、系统。我国公共交通系统（包括航空、客运专线、地铁、公交等在内）中普遍存在许多特色约束，如“中式用餐”、人车捆绑。这些约束进一步加大了乘务调度问题的复杂性，使得西方主流调度系统和问题模型直接应用于国内面临极大困难。另外，我国对乘务调度问题的研究起步较晚，逐步推行的计算机辅助优化手段也更多的是侧重模拟手工排班机制，难以在综合考虑人员、车辆利用效率和各种劳动法规的约束的基础上，求得实际问题的最优解。本文基于“生成与选择”方法解决乘务调度问题，将乘务调度问题的求解分解为两个阶段：第一阶段采用启发式方法生成一个规模合理且符合

5、各种劳动法规约束的候选班次集合，过程中在处理诸如“中式用餐”等特殊约束的同时也有效缩减了候选班次集合；第二阶段利用基于现代线性整数规划的方法与计算机工具求解上述候选班次集合。本文最后遵循文章的方法，采用12组实际公共交通系统的乘务调度实例进行了测试，表明本文方法不仅能处理“中式用餐”约束，而且能极大减少所求问题的规模，因此适用于解决大规模的带有“中式用餐”约束的乘务调度问题。关键词：公共交通系统；乘务调度；整数线性规划；生成与选择；中式用餐；I华中科技大学硕士学位论文AbstractEfficientcrewsch

6、edulingcouldprovidehugesavinginPublicTransportationSystems.However,crewschedulingproblemhasbeentangledwithlotsoflaboragreementrulesdeterminedbythegovernment,thetransportoperatorsandthelocalorganizations.Sothecrewschedulingproblemisahardcombinatorialproblem,spe

7、cificallyaNP-hardproblem,whichhasbeenresearchdeeplyandthoroughly.InChina,thepublictransportationsystem(includingtheairplane,passengerlines,thesubwayandbussystem)hasafewspeciallaborrequirements,forexample,mealbreakisnormallyrequiredtobetakenduringtheconventiona

8、ltimerangesforlunchordinner,whichiscalledaChinesemealbreakrule(CMR)todistinguishfromthewesternones,andmakestheexistedcrewschedulingapproachesencounterdifficulty.Solotsofapproachesa