大學校車調(diào)度研究

【摘要】調(diào)度問題就是指一個多目標優(yōu)化問題，即在滿足調(diào)度限制的解空間內(nèi)，尋找使調(diào)度選擇中提出的目標函數(shù)都滿意的優(yōu)化解。公交校車優(yōu)化調(diào)度是在研究學生和教職工流動規(guī)律之后，把大量的車輛組織在規(guī)定的線路上，按照客流的數(shù)量、方向、時間制定有節(jié)奏的、周而復始的行車計劃。公交校車調(diào)度需要考慮乘客的利益及企業(yè)的運營成本。鑒于此公交校車優(yōu)化調(diào)度是乘客和后勤公司利益的綜合，因而采用數(shù)學建模的方法解決這個組合優(yōu)化問題。

校車安排問題涉及到最短距離的求出與資源的最優(yōu)化配置，以及教師工作人員對這種安排的滿意度，和相關(guān)經(jīng)費等問題。根據(jù)西北民族大學校車的車隊運作和客流量的調(diào)查資料，建立其數(shù)學模型，依據(jù)主要目的地所在單位的作息時間的不同來，制定校車發(fā)車時刻表。

【關(guān)鍵詞】多目標優(yōu)化；校車安排；滿意度；數(shù)學模型

【中圖分類號】C36 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158（2012）09-0341-02

基金項目：西北民族大學中青年科研基金項目（x2009—012），（XBMU-2010-BD-7）

1、引言

許多學校都建有新校區(qū)，常常需要將老校區(qū)的教師和工作人員用校車送到新校區(qū)。由于每天到新校區(qū)的教師和工作人員很多，往往需要安排許多車輛。有效的安排車輛并讓教師和工作人員盡量滿意是個十分重要的問題。

根據(jù)M大學校車的車隊運作和客流量的調(diào)查資料，在原有發(fā)車時刻表的基礎上制定了更為合理的發(fā)車時刻表，并把2個教師公寓樓居住小區(qū)和兩個校區(qū)的位置分布用圖1表示出來。該校共有2個發(fā)車點，2個校區(qū)，校車沿途停靠地點有3個。文中依據(jù)主要目的地所在單位的作息時間的不同來制定發(fā)車時刻表。學校配給線路上的車輛為不同標準載客的客車，其中分為小型、中型、豪華型三種類型的巴士。客車在路上的平均運行速度都為48公里/小時。調(diào)度要求目標1：車輛滿載率在【50%，150%】，車子準點出發(fā)，按時到站，乘客一般在指定地點候車，若車子晚點，則乘客候車時間一般不要超過10分鐘；目標2：要盡量節(jié)省學校車隊的開支，車輛的耗費。

注：圖1中A，B為兩個校區(qū)，c，D為兩個教師公寓樓，共計4個停車站點。

從M大學（本部）到M大學新校區(qū)，校車有兩條行駛路線。一個是從本部直達校區(qū)，另一條路線是校車從本部出發(fā)以后，經(jīng)過教師公寓c，D兩棟教師公寓樓，然后再駛向M大學新校區(qū)。路線圖如圖1所示。校車從本部到教師公寓需10分鐘，校車在教師公寓停留10分鐘，從教師公寓到M大學新校區(qū)需要50分鐘.如果校車直接從本部開往M大學新校區(qū)，需要65分鐘。同理可以得到相反方向的時間。

2、基本假設

（一）校車在行駛過程中，不存在堵車現(xiàn)象，且車隊之間依次進行，不存在超車現(xiàn)象；

（二）單位時間內(nèi)到達車站的人數(shù)是隨機的，但總?cè)藬?shù)不變；

（三）校車分為大、中、小三種型號。其中標準載客分別為39人、30人、25人，滿載率為【50%，150%】；

（四）校車運行的平均速度為48公里/小時，不考慮乘客上、下車時間；

（五）乘客候車時間一般不超過10分鐘，早高峰時一般不超過5分鐘；

（六）校車途經(jīng)的站一共有4個，目的地為兩個校區(qū)；

（七）學校共有12輛校車，且車輛允許對開，道路為雙向行道。

3、模型建立、分析與求解

3.1 客流量分析

單位車輛接送教職工，每天的客流量很穩(wěn)定，一般情況下客流量在接近上、下班時間較大，其中中午的上、下班時間客流量最大。因為中午時間比較短，放學和下班的人數(shù)集中。如下是客流分析統(tǒng)

3.2 運營時間段的劃分

這里是經(jīng)過調(diào)查后，交通路段上的主要單位的作息時間規(guī)定的到達時刻：7：20，8：00，9：00，9：20，11：20，11：35，12：20，12：30，15：15，15：25，16：30，17：20，17：50，18：10。由這幾個作息時間的數(shù)據(jù)，根據(jù)各個校區(qū)之間的距離和人數(shù)，大體上運營時間和原有時間相符。本文調(diào)查時間統(tǒng)一為冬季作息時間，表1中的發(fā)車時刻表為原有的發(fā)車時刻。

3.3 發(fā)車時刻表

根據(jù)近半年的數(shù)據(jù)據(jù)查，教職工主要集中居住在c與D的宿舍區(qū)，在其它宿舍區(qū)居住的教職工比較少。地點中A處作息時間最早，B處的作息時間其次。在A到B處有部分教職工會在8：30前到勤，比該校正常上課時間早半個小時。

根據(jù)該市的高校上課要求，該市高校晚上還有課程安排，下午放學時間和晚上上課時間段很短，學生一般不會回家，所以晚上只需單獨調(diào)度校車，用于接送教師即可。制定發(fā)車時刻表目的是為了方便乘客，提高乘客的滿意度才是最根本的。

根據(jù)客流分析統(tǒng)計表由直觀觀察法，安排發(fā)車時刻。

3.4 乘客滿意度

校車調(diào)度最優(yōu)方案，實際上也就是調(diào)度車輛將候車時間減到最低標準，乘客候車時間最多10分鐘，而在人流高峰期最多到達5分鐘，車滿載率在【50%，120%】。乘客的滿意度取決于三個因素：乘客候車時間的長短，車輛的按點出發(fā)以及車的滿載率，也就是基本上要保證每個乘客有座位。其中乘客候車時間長短為主要因素，對于單位車輛滿載率在50%到150%就可以了，而且基本