CN111547113B - 一种地铁司机正线多点值乘的自动排班方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地铁司机正线多点值乘的自动排班方法，涉及智能排班数据处理技术领域，包括初始数据输入步骤、行运信息每读取步骤、值乘数据初始化步骤和值乘任务生成步骤，是一种根据班次计划、运行计划以及司机班组情况等数据实现智能化自动完成排班计划的地铁司机正线车站多点值乘的自动排班方法。

Description

一种地铁司机正线多点值乘的自动排班方法

技术领域

本发明涉及智能数据处理排班工具技术领域，确切地说涉及一种地铁司机正线多点值乘的自动排班方法。

背景技术

近年来，我国城市轨道交通快速发展，在满足民众出行需求、优化城市结构布局、缓解城市交通拥堵、促进经济社会发展等方面发挥着非常重要的作用。从某种程度上说，城市轨道交通的运行水平决定着城市公共交通的服务质量，城市轨道交通的运行秩序直接影响大城市社会与经济系统的运行秩序。

在地铁日常运营过程中，地铁司机承担着驾驶地铁列车的重要任务，地铁司机主要在正线车站完成轮乘工作。司机的排班工作是一项颇为复杂且繁重的任务，司机排班工作的能否顺利开展对保障地铁乘务工作的良性运转起着决定性作用。

现有的地铁司机排班计划在编制过程中，主要存在以下几点问题：

（1）目前乘务计划的编制主要依赖人工根据列车运行图提取出车站时刻表，在车站时刻表的基础上制定司机值乘的交路，然后再把交路分派到每个班组的每个机班，从而形成正线乘务计划。通过这种人工编制的方式，存在着排班人员过程繁琐且工作量大、限制条件多且容易出错、正确性得不到保证等诸多缺点。

（2）随着地铁的快速发展以及日益增长的高质量乘客服务的需求，行车间隔将会越来越小，司机数量越来越多，而单纯的人工派班及调度管理不能满足运营生产组织朝着自动化、智能化发展的迫切需要。人工编制模式无法考虑到实际运营中各种突发的情况，比如运行图调整、司机无法按时出勤等因素导致乘务计划被动调整时，无法做到自适应地调整排班计划。

现有的地铁司机排班算法中，主要涉及到结合人工编排逻辑的排班算法和基于遗传算法或智能体的排班组合优化算法。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足、克服现有技术的缺点，提供一种根据班次计划、运行计划以及司机班组情况等数据实现智能化自动完成排班计划的地铁司机正线车站多点值乘的自动排班方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种地铁司机正线多点值乘的自动排班方法，其特征在于，包括以下步骤：

初始数据输入步骤，将包括运行图、正线乘务班组的轮替顺序、每个班次的工作时段、正线轮乘点数据在内的排班参数，以及值乘策略数据输入；

行运信息每读取步骤，根据初始数据输入步骤中输入的运行图提取车站时刻表和收发车计划表，并从所述正线乘务班组的轮替顺序数据中读取班次顺序、班组轮乘安排和班组基本信息表；

值乘数据初始化步骤，根据所述行运信息每读取步骤中提取的车站时刻表和收发车计划表、结合所述初始数据输入步骤输入的正线轮乘点数据设置上班出勤点、出勤时间、对应的值乘车次和正线轮乘点，并根据所述班次顺序对应出勤时间，以及根据所述班组基本信息表按照就近原则对应出勤点，生成每个班组中机班司机的首个出勤时间和出勤点以及值乘车次；

值乘任务生成步骤，经过所述值乘数据初始化步骤生成每个班组中机班司机的首个出勤时间和出勤点以及值乘车次后，按照所述班次顺序和每个班组轮乘安排生成对每个班组中机班司机的轮乘点和换乘时间与换乘车次，最终输出排班表。

所述值乘策略数据包括单点值乘数据和多点值乘数据，设置值乘策略时，需要指定早班出勤的值乘车站；所述班组基本信息表包括班组名称及其所辖机班，每个班次对应着一次乘务班组，一个班组包含若干个机班，每个班组中一个机班对应一名正式司机。

所述正线多点值乘数据包括班次、出勤地点、出勤时间、退勤地点、退勤时间、上车地点、上车车次、上车时间、下车地点、下车车次和下车时间。

所述值乘策略数据中，还包含的轮乘原则，所述轮乘原则是指每个司机上车值乘后，若其能够再次到达轮乘点时，必须下车等待N-1个轮次后上车值乘新的车次，其中N等于每个班次所辖机班数的一半，直到退勤；若不能，则在当前值乘车次的终点站下车，并退勤，所有在线运营的机班为正线班组的轮乘机班数和从车库出勤班组的机班数之和，而司机在正线轮乘的值乘点是分上下行站台的，两个方向站台都有相同数量的机班在等待轮乘，两边加起来才是每个班次的总机班数。

所述运行图为当前排班周期正在使用的列车运行图。

所述车站时刻表包括车站名称、上/下行车次、始发站名、终到站名、到点、发点、停站时间、停站股道。

所述收发车计划表中包括出/入库车次号、出/入库位置、出/入库股道、出/入库时间、始发站点、终到站点、经停车站名称、经停站点到达与发车时间数据。

所述班次顺序是指班组分批次出勤的顺序，按时间先后可分为早、日、中三个班次。

所述值乘数据初始化步骤，将早、日、中三个班次对应的机班司机分别放入当日所有要出勤的司机集合Pj（j=1，2，3...）中，将早班的首个出勤点放入集合M，将收发车计划表和车站时刻表分别放入字典U和V。

提取收发车计划表字典U中与早班的首个出勤点相匹配的待值乘车次，按就近原则分配给早班班组P1的班组人员作为其第1个值乘车次，则其他班次第1个待值乘车次为上一个班次值乘任务中在轮乘点最早退勤机班最后所值乘的车次；

所述就近原则为根据设置的早班的首个出勤点计算出早班班次对应的班组当日出勤的机班司机到各个出勤点的距离，按就近原则安排每个机班司机的出勤地点。

所述值乘任务生成步骤，最终输出排班表之前，还包括循环检查步骤，循环检查所述集合Pj中所有机班司机的值乘任务是否分配完，若已全部分配完则将该班次的值乘任务输出排班表；若未分配完，则找到未进行任务分配的机班Pj[i]，为其继续安排值乘任务，同时判断其值乘任务是否满足退勤条件；若某个机班司机满足退勤条件时，则继续为下一个未分配任务的机班司机的安排，直至完成所有机班司机的值乘任务分配。

循环检查步骤，具体的包括以下过程:

首先循环检测，检查班次j（j=1，2，3...）中的所有机班司机Pj的值乘任务是否分配完；

若班次j中的所有机班司机Pj的值乘任务已分配完，则生成班次j对应的值乘任务表，并令j+1继续检查下一个班次直至所有班次全部检查完毕；

若班次j中的所有机班司机Pj的值乘任务未分配完，则判断机班司机Pj[i]退勤时正在执勤的第k个值乘车次是否满足早/日/中班退勤条件，若满足早/日/中班退勤条件则说明当前机班司机Pj[i]的值乘任务已分配完成，继续安排下一个待分配机班司机的值乘任务；若不满足早/日/中班退勤条件，则在车站时刻表字典V中找到机班司机Pj[i]的第k个值乘车次，机班司机Pj[i]的下车时间等于第k个值乘车次同方向到达或折返后再次到达轮乘点的时间，这里需要说明的是司机到达轮乘点有两种情况，当k=1时，列成可能会出现同方向到达轮乘点情况，当k>1时，均需要列车在终点站折返才能再次到达轮乘点，设置机班司机Pj[i]的第k+1个待值乘车次等于第k个车次下车后的第Nj-1个车次，机班的上车时间等于第k+1个待值乘车次到达轮乘点的时间，至此，机班机班Pj[i]的第k+1个值乘任务分配完成，进行下一个机班司机值乘任务的分配。

正线司机到轮乘站后均会下车轮乘，k就表示的是他在某个班次完成的第几个值乘任务。k的大小取决于他何时退勤，因此，每个机班的k值大小会不一样。

所述早/日/中班退勤条件要求，当前机班司机累计值乘时长与下一个待值乘车次的值乘时长之和＞早/日/中班的机班司机最大值乘时长≥当前机班司机的累计值乘时长；

或者，当前机班司机值乘车次为收发车计划表U中的回库车次；

早班和日班满足上述条件中任何一条即可退勤，中班需满足条件B即可退勤。

相较于现有的技术方案，本发明所提供的这种技术方案，提出了地铁乘务班组在正线车站多点值乘情况下的乘务计划的自动生成方法，克服了现有技术中依赖人工编制计划的缺陷，并且能够针对一些运营突发情况，例如司机无法按时出勤时，能够做出自适应地调整，具有一定程度的容忍性；本方案在正线多点值乘的情况下，充分考虑了班组司机出勤距离等因素，合理地安排早班各机班出勤地点，增强了乘务计划的可操作性，考虑了不同排班周期会使用不同的运行图的情况，并支持可配置，增强了模型的通用性。

附图说明

本发明的前述和下文具体描述在结合以下附图阅读时变得更清楚，其中：

图1为本发明一种基本方案的总体流程示意图；

图2为本发明正线多点值乘排班算法基本方案的流程示意图；

图3为本发明正线多点值乘排班算法优选方案的流程示意图。

具体实施方式

下面通过几个具体的实施例来进一步说明实现本发明目的技术方案，需要说明的是，本发明要求保护的技术方案包括但不限于以下实施例。

实施例1

作为本发明地铁司机正线多点值乘的自动排班方法的一种具体的实施方案，如图1，包括以下步骤：

步骤S101，设定排班参数和值乘策略，即初始数据输入，将包括运行图、正线乘务班组的轮替顺序、每个班次的工作时段、正线轮乘点数据在内的排班参数，以及值乘策略数据输入；所述运行图为当前排班周期正在使用的列车运行图。

步骤S102，根据选定的运行图提取车站时刻表、收发车计划表，读取班组基本信息表，即行运信息每读取，根据初始数据输入步骤中输入的运行图提取车站时刻表和收发车计划表，并从所述正线乘务班组的轮替顺序数据中读取班次顺序、班组轮乘安排和班组基本信息表；

步骤S103，按照班次顺序，初始化每个班次所有机班的出勤地点和第1个待值乘车次，即值乘数据初始化，根据所述行运信息每读取步骤中提取的车站时刻表和收发车计划表、结合所述初始数据输入步骤输入的正线轮乘点数据设置上班出勤点、出勤时间、对应的值乘车次和正线轮乘点，并根据所述班次顺序对应出勤时间，以及根据所述班组基本信息表按照就近原则对应出勤点，生成每个班组中机班司机的首个出勤时间和出勤点以及值乘车次；

优选地，如图2，还包括步骤S104，按班次循环所有机班，判断其轮乘任务是否已分配完，若任务未配完则进行步骤S105、按照班次顺序和轮乘原则，分配每个班次中所有机班待轮乘的所有车次，并生成每个班次对应的值乘任务表；判断所有机班任务都分配完之后，则进行步骤S106，生成指定排班周期对应的正线多点值乘数据，即，步骤S104-步骤S106构成值乘任务生成步骤，经过所述值乘数据初始化步骤生成每个班组中机班司机的首个出勤时间和出勤点以及值乘车次后，按照所述班次顺序和每个班组轮乘安排生成对每个班组中机班司机的轮乘点和换乘时间与换乘车次，最终输出排班表。

实施例2

作为本发明地铁司机正线多点值乘的自动排班方法的一种优选地实施方案，在上述实施例1技术方案的基础上，进一步的，如图3，所述值乘策略数据包括单点值乘数据和多点值乘数据，设置值乘策略时，需要指定早班出勤的值乘车站；所述班组基本信息表包括班组名称及其所辖机班，每个班次对应着一次乘务班组，一个班组包含若干个机班，每个班组中一个机班对应一名正式司机。

且所述正线多点值乘数据包括班次、出勤地点、出勤时间、退勤地点、退勤时间、上车地点、上车车次、上车时间、下车地点、下车车次和下车时间；所述车站时刻表包括车站名称、上/下行车次、始发站名、终到站名、到点、发点、停站时间、停站股道；所述收发车计划表中包括出/入库车次号、出/入库位置、出/入库股道、出/入库时间、始发站点、终到站点、经停车站名称、经停站点到达与发车时间数据。

进一步的，所述值乘策略数据中，还包含的轮乘原则，所述轮乘原则是指每个司机上车值乘后，不论上行还是下行期间，若其能够再次到达轮乘点时，必须下车等待N-1个轮次后上车值乘新的车次，其中N等于每个班次所辖机班数的一半，直到退勤；若不能，则在当前值乘车次的终点站下车，并退勤，所有在线运营的机班为正线班组的轮乘机班数和从车库出勤班组的机班数之和，而司机在正线轮乘的值乘点是分上下行站台的，两个方向站台都有相同数量的机班在等待轮乘，两边加起来才是每个班次的总机班数。

优选地，所述班次顺序是指班组分批次出勤的顺序，按时间先后可分为早、日、中三个班次。如图3，所述值乘数据初始化步骤，将早、日、中三个班次对应的机班司机分别放入当日所有要出勤的司机集合Pj（j=1，2，3...）中，将早班的首个出勤点放入集合M，将收发车计划表和车站时刻表分别放入字典U和V；即，P1={机班1，机班2， …，机班N1}；P2={机班1，机班2， …，机班N2}，P3={机班1，机班2， …，机班N3}，N1，N2，N3分别对应每个班次的机班数。概括下，即Pj={机班1，机班2， …，机班Nj}，其中j为班次，取值1，2，3。那其中某个机班i，我们就可以表示为Pj[i]。

提取收发车计划表字典U中与早班的首个出勤点相匹配的待值乘车次，按就近原则分配给早班班组P1的班组人员作为其第1个值乘车次，则其他班次第1个待值乘车次为上一个班次值乘任务中在轮乘点最早退勤机班最后所值乘的车次。

进一步的，所述就近原则为根据设置的早班的首个出勤点计算出早班班次对应的班组当日出勤的机班司机到各个出勤点的距离，按就近原则安排每个机班司机的出勤地点。

而所述值乘任务生成步骤，如图3，最终输出排班表之前，还包括循环检查步骤，循环检查所述集合Pj中所有机班司机的值乘任务是否分配完，若已全部分配完则将该班次的值乘任务输出排班表；若未分配完，则找到未进行任务分配的机班Pj[i]，为其继续安排值乘任务，同时判断其值乘任务是否满足退勤条件；若某个机班司机满足退勤条件时，则继续为下一个未分配任务的机班司机的安排，直至完成所有机班司机的值乘任务分配。

上述的循环检查步骤，具体的包括以下过程:

首先循环检测，检查班次j（j=1，2，3...）中的所有机班司机Pj的值乘任务是否分配完；

若班次j中的所有机班司机Pj的值乘任务已分配完，则生成班次j对应的值乘任务表，并令j+1继续检查下一个班次直至所有班次全部检查完毕；

若班次j中的所有机班司机Pj的值乘任务未分配完，则判断机班司机Pj[i]退勤时正在执勤的第k个值乘车次是否满足早/日/中班退勤条件，若满足早/日/中班退勤条件则说明当前机班司机Pj[i]的值乘任务已分配完成，继续安排下一个待分配机班司机的值乘任务；若不满足早/日/中班退勤条件，则在车站时刻表字典V中找到机班司机Pj[i]的第k个值乘车次，机班司机Pj[i]的下车时间等于第k个值乘车次同方向到达或折返后再次到达轮乘点的时间，这里需要说明的是司机到达轮乘点有两种情况，当k=1时，列成可能会出现同方向到达轮乘点情况，当k>1时，均需要列车在终点站折返才能再次到达轮乘点，设置机班司机Pj[i]的第k+1个待值乘车次等于第k个车次下车后的第Nj-1个车次，机班的上车时间等于第k+1个待值乘车次到达轮乘点的时间，至此，机班机班Pj[i]的第k+1个值乘任务分配完成，进行下一个机班司机值乘任务的分配。

正线司机到轮乘站后均会下车轮乘，k就表示的是他在某个班次完成的第几个值乘任务。k的大小取决于他何时退勤，因此，每个机班的k值大小会不一样。

所述早/日/中班退勤条件要求，当前机班司机累计值乘时长与下一个待值乘车次的值乘时长之和＞早/日/中班的机班司机最大值乘时长≥当前机班司机的累计值乘时长；

或者，当前机班司机值乘车次为收发车计划表U中的回库车次；

早班和日班满足上述条件中任何一条即可退勤，中班需满足条件B即可退勤。

Claims (7)

1.一种地铁司机正线多点值乘的自动排班方法，其特征在于，包括以下步骤：

初始数据输入步骤，将包括运行图、正线乘务班组的轮替顺序、每个班次的工作时段、正线轮乘点数据在内的排班参数，以及值乘策略数据输入；所述值乘策略数据中，还包含的轮乘原则，所述轮乘原则是指每个司机上车值乘后，若其能够再次到达轮乘点时，必须下车等待N-1个轮次后上车值乘新的车次，其中N等于每个班次所辖机班数的一半，直到退勤；若不能，则在当前值乘车次的终点站下车，并退勤；

行运信息每读取步骤，根据初始数据输入步骤中输入的运行图提取车站时刻表和收发车计划表，并从所述正线乘务班组的轮替顺序数据中读取班次顺序、班组轮乘安排和班组基本信息表；

值乘数据初始化步骤，根据所述行运信息每读取步骤中提取的车站时刻表和收发车计划表、结合所述初始数据输入步骤输入的正线轮乘点数据设置上班出勤点、出勤时间、对应的值乘车次和正线轮乘点，并根据所述班次顺序对应出勤时间，以及根据所述班组基本信息表按照就近原则对应出勤点，生成每个班组中机班司机的首个出勤时间和出勤点以及值乘车次；

值乘任务生成步骤，经过所述值乘数据初始化步骤生成每个班组中机班司机的首个出勤时间和出勤点以及值乘车次后，按照所述班次顺序和每个班组轮乘安排生成对每个班组中机班司机的轮乘点和换乘时间与换乘车次，最终输出排班表；

所述值乘任务生成步骤，最终输出排班表之前，还包括循环检查步骤，循环检查集合Pj中所有机班司机的值乘任务是否分配完，若已全部分配完则将该班次的值乘任务输出排班表；若未分配完，则找到未进行任务分配的机班Pj[i]，为其继续安排值乘任务，同时判断其值乘任务是否满足退勤条件；若某个机班司机满足退勤条件时，则继续为下一个未分配任务的机班司机的安排，直至完成所有机班司机的值乘任务分配；

所述循环检查步骤，具体的包括以下过程:

首先循环检测，检查班次j中的所有机班司机Pj的值乘任务是否分配完；

若班次j中的所有机班司机Pj的值乘任务已分配完，则生成班次j对应的值乘任务表，并令j+1继续检查下一个班次直至所有班次全部检查完毕；

若班次j中的所有机班司机Pj的值乘任务未分配完，则判断机班司机Pj[i]退勤时正在执勤的第k个值乘车次是否满足早/日/中班退勤条件，若满足早/日/中班退勤条件则说明当前机班司机Pj[i]的值乘任务已分配完成，继续安排下一个待分配机班司机的值乘任务；若不满足早/日/中班退勤条件，则在车站时刻表字典V中找到机班司机Pj[i]的第k个值乘车次，机班司机Pj[i]的下车时间等于第k个值乘车次同方向到达或折返后再次到达轮乘点的时间，这里需要说明的是司机到达轮乘点有两种情况，当k=1时，列成可能会出现同方向到达轮乘点情况，当k>1时，均需要列车在终点站折返才能再次到达轮乘点，设置机班司机Pj[i]的第k+1个待值乘车次等于第k个车次下车后的第Nj-1个车次，机班的上车时间等于第k+1个待值乘车次到达轮乘点的时间，至此，机班机班Pj[i]的第k+1个值乘任务分配完成，进行下一个机班司机值乘任务的分配。

2.如权利要求1所述的一种地铁司机正线多点值乘的自动排班方法，其特征在于：所述值乘策略数据包括单点值乘数据和多点值乘数据，设置值乘策略时，需要指定早班出勤的值乘车站；所述班组基本信息表包括班组名称及其所辖机班，每个班次对应着一次乘务班组，一个班组包含若干个机班，每个班组中一个机班对应一名正式司机。

3.如权利要求2所述的一种地铁司机正线多点值乘的自动排班方法，其特征在于：所述正线多点值乘数据包括班次、出勤地点、出勤时间、退勤地点、退勤时间、上车地点、上车车次、上车时间、下车地点、下车车次和下车时间。

4.如权利要求1所述的一种地铁司机正线多点值乘的自动排班方法，其特征在于：所述车站时刻表包括车站名称、上/下行车次、始发站名、终到站名、到点、发点、停站时间、停站股道；

所述收发车计划表中包括出/入库车次号、出/入库位置、出/入库股道、出/入库时间、始发站点、终到站点、经停车站名称、经停站点到达与发车时间数据。

5.如权利要求1或4所述的一种地铁司机正线多点值乘的自动排班方法，其特征在于：所述班次顺序是指班组分批次出勤的顺序，按时间先后可分为早、日、中三个班次。

6.如权利要求5所述的一种地铁司机正线多点值乘的自动排班方法，其特征在于：所述值乘数据初始化步骤，将早、日、中三个班次对应的机班司机分别放入当日所有要出勤的司机集合Pj中，将早班的首个出勤点放入集合M，将收发车计划表和车站时刻表分别放入字典U和V；

提取收发车计划表字典U中与早班的首个出勤点相匹配的待值乘车次，按就近原则分配给早班班组P1的班组人员作为其第1个值乘车次，则其他班次第1个待值乘车次为上一个班次值乘任务中在轮乘点最早退勤机班最后所值乘的车次；

所述就近原则为根据设置的早班的首个出勤点计算出早班班次对应的班组当日出勤的机班司机到各个出勤点的距离，按就近原则安排每个机班司机的出勤地点。

7.如权利要求1所述的一种地铁司机正线多点值乘的自动排班方法，其特征在于，所述早/日/中班退勤条件要求：

当前机班司机累计值乘时长与下一个待值乘车次的值乘时长之和＞早/日/中班的机班司机最大值乘时长≥当前机班司机的累计值乘时长；

或者，当前机班司机值乘车次为收发车计划表U中的回库车次；

早班和日班满足上述条件中任何一条即可退勤，中班需满足条件B即可退勤。

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