地鐵乘務排班及系統實現

黃就德

摘 要：乘務排班作為乘務計劃編制的環節之一，影響著城市軌道交通的運輸組織保障以及運力資源配置。本章主要對城市軌道交通乘務排班的特點分析，探索排班計算機實現。

關鍵詞：地鐵；乘務排班；計算機實現

前言

乘務排班是以列車運行圖為基礎，按照一定的規則將所有的運行任務進行合理地劃分和分配，形成乘務員一天的工作安排。排班結果的優劣直接關系到運行秩序的保障和乘務員的管理以及相關費用的支出。在列車運行圖已經確定的情況下，乘務排班必須保證各個車次都有相應的乘務員駕駛，同時還要控制乘務員的數量，不能使乘務員過度工作，影響其身體健康，從而為運營安全帶來隱患。

一、地鐵乘務排班的特點

（一）限制因素較多，約束條件較復雜

城市軌道交通乘務排班的過程受到乘務員自身、現場工作地點設置條件、相關乘務規則等的限制。排班時考慮的因素較多，形成的約束條件較復雜，最終也使編制的過程耗費現場工作人員大量的精力。其中，乘務員自身的需求和限制條件主要有工作連續性、身體健康要求、心理需要等方面。

（1）工作連續性

城市軌道交通在運營時間內是一個持續運轉的過程，其線路短、運營密度大等特點使乘務員在一定的時間內必須連續工作。排班的過程中不僅要考慮乘務員連續工作的時間要求，還要保證連續駕駛任務之間具備足夠的休息時間，以緩解乘務員的工作疲勞。同時，在乘務員一天的工作任務安排中，也要盡可能使各段駕駛任務之間的連續性較強，提高乘務員的工作效率，避免乘務員在一天的工作中有較長的等待時間。

（2）身體健康要求

城市軌道交通作為特殊的運輸行業，在乘務排班的過程中要保證乘務員的合理工作時間，避免乘務員超負荷駕駛，滿足乘務員對身體健康的要求。同時，編制者還應合理的安排乘務員的就餐時間，保證乘務員的一円三餐能在規定的就餐時間范圍內進行。如果在就餐時間段內，乘務員長期不能正常就餐或沒有充足的時間就餐，勢必對乘務員的身體健康造成一定的影響，進而影響乘務任務的執行。

（3）心理需要

城市軌道交通的乘務員長時間在陰暗的險道中工作，由于列車的啟動和制動頻繁，乘務員需要具備良好的心理素質，時刻保持高度集中的精神。排班過程中需要考慮乘務員的心理需求，合理安排駕駛時間和任務。同時，在應對突發客流、列車故障等特殊情況時，更加需要結合乘務員的心理進行排班，避免以較為脆弱和松懈的心態執行駕駛任務。

現場工作地點的限制條件包括：乘務員出退勤地點的限制、乘務員換班地點的限制、乘務員就餐地點的限制等。城市軌道交通線路中出退勤、換班、就餐等地點的限制直接關系到乘務任務的安排，乘務員在執行相關乘務任務后，如果乘務任務的結束地點不具備換班、就餐等條件，就需要額外花費一定的時間到其他地點完成后續的工作環節，以此造成時間浪費，不利于工作效率的提高。

（二）目標多樣化、綜合化

城市軌道交通乘務排班的目的主要有兩類，一類是在乘務員數量確定的情況下，向著編制者和乘務員的期望進行排班，盡量合理地安排乘務員的工作時間、工作效率等環節；另一類是在乘務員數量不確定的情況下，保證運行任務全部執行后所需的乘務員數量最少或者其他乘務費用（時間費用、實際支付費用等廣義費用）最小。而在實際線路運營現場，編制者往往期望在某一主要目標實現的情況下其他目標也能達到要求，即對乘務排班結果有一種多目標的導向以及實際效果綜合化的需求。例如，乘務員數量最少的方案會引起乘務員平均工作時間的增加，進而可能增加了乘務員的駕駛疲勞度，甚至也增加了公司需要支付的加班費用。因此，編制者更加期望得到一個乘務員數量少、公司額外支付費用較少、乘務員工作安全性較高的綜合性排班方案。實際的排班工作也就隨之成為一個多目標、綜合化的過程。

（三）求解規模大、求解過程復雜

城市軌道交通乘務排班是一個對駕駛任務組合的過程，運行圖的拆分、各類約束條件和規則的限定使得排班方案的求解過程較為復雜。乘務排班通常以某條線路全天的運行圖為編制對象，由于列車在始發和終到站之間運行頻繁，將其分解后得到的基礎數據規模較大，有時能達到數千條。面對龐雜的數據，編制者需要耗費大量的時間和精力，為乘務員迅速執行相關方案、突發情況下立即調整排班方案等情況帶來了極大的不便。因此，如何利用智能系統快速、高效的求解排班方案一直是相關學者研究的重點。

二、乘務派班的計算機實現

（一）派班計劃的編制

司機的管理部門是編制司機出乘計劃的核心單位，乘務派班系統涉及內容多、信息量大。目前很多地鐵單位在編制司機出乘計劃時，派班員都要根據基本列車運營圖、行調臨時調令，以及公司相關規章制度來人工編制每天的乘務派班計劃，耗去了很多人力物力。司機自動化派班系統則根據基本列車運營圖和調度命令計算出地鐵列車每天需要的數量，再結合司機的每次出乘工作時間和兩次出乘間隔時間編制相應的司機出乘計劃。然后具體安排每天各個出乘司機當天擔當的車次，即制司機交路表。該司機交路表根據列車運營圖來編制，如果運營圖調整了，那么司機交路表也要根據具體情況進行調整。當出現運營計劃內臨時增開了列車，產生臨時的計劃時，派班員要根據司機的出勤地點、當班的車隊、列車實際運行情況等有關信息，編制一套完整準確的司機出乘計劃，保證運營的需要。

目前我國地鐵運營公司地鐵司機需要數量的是以該線運營上線的最大列車數量、司機的備員比例以及實際司機工時來確定的。司機工時為計算標準是：一個司機一次出乘的實際工作時間，包括運行中值乘時間、出退勤時間、交接班時間、折返時間和檢車時間。地鐵一般每天運營時間大約為20 h，如果按每班司機每天工作時間不得超過8 h來計算，那么需要三個班才能完成一天的運營任務，按照司機月工時規定，需要四個班才能連續完成每日運營任務（即四班三運轉）。

每個班的具體人數是根據列車上線列數、全周轉時間、全天運營時間、行車時間間隔、折返時間及早晚高峰開行情況來確定的。以《列車運營時刻表》進行測算，如果高峰時上線18列車，需要18名司機來完成，再加上兩個終點站各需要三名司機折返，在正線上每班共需要24名司機來完成一個班的運營任務。另外，在派班計劃的編制過程中，還要考慮到列車小交路、臨時增開列車、頂飯圈司機以、熱備司機以及調試司機安排等其它因素。因此，根據每日列車運營時間，可以得出完成運營任務所需要的司機班數；再結合列車時刻表規定的到發時刻和基本列車周轉圖，即可制定司機出乘計劃。當出現內臨時增開列車等情況時，派班員可根據所值乘列車車次、到開時刻、司機姓名（工號）、列車實際運行情況等有關信息，編制計劃外的司機出乘計劃。

（二）派班算法設計

自動派班算法是根據列車運營圖所需要的列車數及列車交路表，對照各車隊司機的信息，制定當日司機的交路表。如果當值車隊有司機請假，需要從預備人員以及大休車隊抽調司機調整，系統會自動優先選擇預備人員，讓后再選擇大休人員進行替班，供派班員參考。

三、結束語

乘務派班系統根據傳統的乘務派班工作流程編制的系統邏輯模型，力求節約人力資源，實現司機最小人工成本，保證司機信息的永久儲存。同時在實現該系統時要充分考慮系統的通用性，不能局限于單條線運營，應該考慮多條線路同時運用此系統。