1.1 目的与意义

在新时代背景下，中国经济进入高速发展阶段，随着流动人口的加剧，环境和交通的变化，越来越多的中小学采用了校车接送学生。作为承载着祖国未来的校车，它的良好的运营意义重中之重，然而现在一个私家车众多的交通繁忙时代，许多学校校车运营现状并不良好，由于校车在我国兴起尚晚，因此对校车进行调度缺少很多的实际经验。作好对校车的安全有序的调度优化，不仅能节约校车成本，也能提升校车服务质量，更能减缓交通拥挤。设计合理的校车调度路线已然是亟待解决的问题了。

1.2 国外研究现状

美国校车的发展历史可追溯到19世纪末在乡村地区出现的专门接送学生的车辆。到1910年，已有30个州不同程度地实施了学生交通计划。此后校车服务不断发展，成了由联邦、州以及地方政府三级共同管理的校车服务机制。美国的校车调度研究更是很早就引起注意、发展迅速。早在二十世纪70年代，Newton and Thomas（1974）, Bodin（1975），and Bodin and Berman（1979）等人便假设有一些特殊的时间段，在每个时间段内，每辆汽车都只能为一所学校转运学生，并且最多只能一次出行,这样的校车调度问题他们采用一系列TP解决方案来解决^[1][2][3]；1981年Desrosiers等人描述了一个计算机化校车路线选择系统，包括由学生停车分配，路线生成，学校启动时间调度和路线调度等^[4]；1984年，Swersey和Ballard提出了校车调度问题的非线性规划模型及其离散近似MIP模型^[5]；2009年，Fügenschuh将校车调度问题提出为一个基于VRPTW的整数规划模型模块^[6]。如今，美国每年有450000辆校车，运送约2500万学生上下学，每年行程40亿英里，形成了较大规模的校车运输网络，校车也是美国最安全的交通工具之一。

1.3 国内研究发展

我国的校车服务发展较晚，而基于公交调度的理论与建设更是处在初步发展阶段。1999年，刘云等研究了北京市公交智能系统的计算机网络方案^[7]；2000年以后，张飞舟等研究了运用遗传算法和混合遗传算法来进行车辆优化的方法^[8]，2002年，张无非等人通过模型尽可能满足乘客和汽车公司双方利益下，排出了公交调度时刻表^[9]；2011年，许文龙等人提出一个基于GIS网络分析的校车路径方案规划算法^[10]；2012年，丁常勇在校车网络中引入虚拟节点的方法，将复杂的多中心校车路径优化问题转化为简单易解的单中心校车路径优化问题，并采用改进的蚁群算法对模型进行求解^[11]；2013年，陈小潘登发表了一种求解大规模校车调度问题的元启发式算法^[12]；2014年，杨梅等发表了基于多目标模型的校车最优配置与调度方案^[13]；2015年，牛宁发表了改进蚁群算法求解多目标校车路径优化问题^[14]；2017年，薛伟莲等人研究了基于蚁群算法的校车路径规划问题^[15]。

此次我的选题是《武汉市洪山区中小学校车集成调度优化研究》旨在寻求洪山区内中小学最优的校车路径方案，将学生从乘车点运送到学校，达到一定的服务质量目标和校车运营效率目标。

2. 研究的基本内容与方案

1、数据准备：首先实地调查洪山区街道口方圆5km学校数目及其具体位置，以及各学校需乘坐校车上下学学生数，然后按照各学校上下学时间段初步估计所需校车数，以及校车公司的地点定位；

2、站点选择：根据调查到的各学校的地理位置，建模仿真出各学校的分布情况，另外根据学校需要选择出有利于路径规划的站台停靠点。

3、校车路径：按照建模出的学校分布情况，采用合适的算法（如启发式算法等）优化出适合的校车路径。