机车乘务员排班计划是铁路运输的基本计划之一,是组织安排机车乘务人员的基础,乘务员排班计划的编制质量不仅决定着列车能否正常运行,并且直接影响着机车运转效率和机车乘务员的工作效率。因此编制良好的乘务排班计划对降低企业的运营成本、提高企业的运营效率和管理水平有着重大的意义。编制排班计划时需要综合考虑众多因素,手工编制一个可行的排班方案需要花费较长的时间而且难于得到较优的方案,手工编制计划的方法已经不能够满足当前铁路发展客观需要,因此,随着科技的不断进步,利用计算机编制机车乘务员排班计划是铁路信息化发展的必然趋势。本文在阅读大量文献的基础上,研究机车乘务员排班计划的编制问题,将排班过程分解为三个步骤,建立了相应的数学模型,并且设计了各模型的求解算法,论文的主要研究内容如下:⑴研究了机车乘务员的乘务制度、换班方式和乘务员时间规则,分析了影响乘务排班计划编制的主要因素,通过分析排班的基本过程,将乘务排班计划的编制分成组合乘务交路、优化乘务交路循环顺序以及乘务员排班三个步骤,为排班计划的编制奠定了理论基础。⑵为了保证乘务员之间工作量的均衡,采用了单循环乘务排班方式,对于组合乘务交路问题遵循先到先走的原则,使乘务员在满足乘务规则的情况下实现乘务片段的最优接续,将优化乘务交路循环顺序问题转化为非对称旅行商问题,并建立了以乘务交路间总接续时间最短为目标的优化模型,采用动态规划法进行求解,使乘务员的运用数量最小并且排班计划的周期最短,然后根据乘务员的工作时间在乘务交路循环中合理的添加乘务员的大休时间,以形成乘务员值乘的任务顺序,从而形成乘务员排班计划。⑶对机车乘务员排班系统进行了详细的总体设计,主要包括系统的需求分析、乘务排班流程分析、功能设计、架构设计以及数据库设计等。⑷最后采集了兰州铁路局兰州到嘉峪关区段内的部分旅客列车运行信息作为算例,验证本文方法的有效性。并且利用计算机实现了列车运行信息的采集、组合乘务交路、优化乘务交路循环顺序的过程,最终完成了机车乘务员排班系统的自动编制。