基于列生成的城市轨道交通乘务排班计划优化

乘务排班计划是城市轨道交通运输计划的重要组成部分，高效的排班计划可以有效降低城市轨道交通运营成本。本文基于列生成算法，构建以班次数最小为目标的乘务排班模型。列生成算法的限制主问题采用集合覆盖模型，通过建立网络图模型，将定价子问题转化为带资源约束的最短路问题。提出了考虑复杂约束的改进的邻接矩阵构建方法，采用Floyed算法求得最短路径集合。在求解具有最小检验数的新班次时，提出了基于工作效率和工作时长综合惩罚的优化规则，以提高新班次集合的质量。最后求解0-1整数规划问题，即从可行班次集合中找到满足乘务片段全覆盖约束的最优子集，构成最终的排班方案。案例结果表明本文模型能够显著地减少乘务班次数，同时各项指标均有所改善。