城市轨道交通作为城市公共交通系统的主力军,在大力发展的同时,应重点关注如何降低运营成本的问题。其中科学合理的乘务计划方法不仅可以提高城市轨道交通的运营效率,而且可以节约列车驾驶员的用人成本。列车驾驶员执行乘务任务过程中,接续相邻连续作业段时会存在停留等待时间。在满足列车驾驶员基本的休息时间外,本文将停留等待过程中的多余时间定义为无效工作时间。建立以列车驾驶员无效工作时间最少为目标的数学模型进行优化研究。本文主要内容如下:(1)通过介绍城市轨道交通乘务排班计划相关概念和影响因素,引出本文研究的列车驾驶员无效工作时间概念,并给出定义。继而通过乘务排班计划和乘务轮班计划的主要内容,确定城市轨道交通乘务计划编程流程。为下文模型建立奠定理论基础。(2)建立基于无效工时最少的乘务排班计划优化模型。以列车驾驶员在执行乘务任务时产生的无效工作时间最少为研究目标。确立包括乘务任务覆盖性、交接班和间休过程产生的损耗时间、劳动法规等约束体系。以此提高城市轨道交通运营效率并节约用人成本。(3)设计基于最优保存策略的遗传算法进行模型求解。本文研究对象属于大规模组合优化问题,影响因素较多,数据规模较大。为了快速的寻求理想的结果,故本文将最优保存策略与遗传算法相结合。通过对传统的遗传算法中的算子进行改进优化,避免其固有的缺点,并针对乘务排班问题的独特性,分别对交叉和突变的过程设计具有其自身独特特点的算子进行求解。(4)以上海地铁12号线为研究实例。通过求解结果的对比分析,与传统人工编制方式相比,本文的求解方案在无效工作时间上更加优化,用时更少。以此验证模型与算法的可行性和适用性。