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『簡體書』公共交通驾驶员调度

書城自編碼： 3426140
分類：簡體書→大陸圖書→教材→征订教材
作者： 沈吟东，陈仕军
國際書號(ISBN)： 9787302514251
出版社： 清华大学出版社
出版日期： 2019-07-01

頁數/字數： /
書度/開本： 16开 釘裝： 精装

售價：HK$ 133.7

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編輯推薦：
本书应用运筹学领域的优化理论方法，专注研究公共交通驾驶员调度问题。详细描述问题的研究背景和基本概念，对当前世界主流求解方法进行全面评述和分类介绍。重点针对目前*流行和成功的求解方法，介绍一系列*研究成果，并利用现实问题进行验证。随后，还从现实的驾驶员调度问题中提炼出新的科学问题，并建立扩展问题模型和求解方法。本书的研究为有效提升我国公共交通驾驶员调度水平、降低运营成本提供理论和技术支撑。
內容簡介：
本书应用运筹学领域的优化理论方法，专注研究公共交通（包括城市公交、地铁和铁路运输等）的驾驶员调度（又称“乘务调度”）问题。全书由8章构成，安排如下： 第1章阐明驾驶员调度问题的研究意义和历史发展，并给出相关的基础概念、问题模型和问题复杂性说明； 第2章介绍组合优化问题及常用求解方法； 第3章阐述驾驶员调度问题的三种主要求解模式，并以求解方法为主线给出驾驶员调度问题研究的全面综述。这前三章旨在帮助读者对驾驶员调度问题、相关理论和求解方法有个宏观、全面的认识。第4~6章分别阐述三类*主要的驾驶员调度方法： 基于整数规划的方法、基于邻域搜索的方法和基于进化计算的方法； 第7章介绍基本型驾驶员调度问题的主要扩展问题，旨在帮助读者了解特殊需求约束下的驾驶员调度问题求解方法； 第8章介绍在国外和国内分别得到成功应用的两个公共交通驾驶员调度商用软件系统： TRACS Ⅱ系统和iPTS系统。
本书可以作为高等院校运筹学、交通运输工程、公共交通、智能交通、物流管理、系统工程、管理科学与工程等专业师生的教学参考书，也可以供公共交通行业管理部门、协会和运营企业中的管理者、科技工作者、运营计划编制人员与调度人员等参考使用。
關於作者：
作者沈吟东，留英博士，分别于武汉大学获学士和硕士学位、于英国利兹大学计算机学院获博士学位，并先后赴英国北伦敦大学和美国麻省理工学院（MIT）做访问学者。现任华中科技大学自动化学院教授、博士生导师，中国运筹学会常务理事，排序（调度）专业委员会副理事长，湖北省运筹学会副理事长，国家十三五规划重点图书《排序与调度丛书》副主编。主要研究领域是运筹与优化、公共交通优化调度与运营管理、人工智能、数据挖掘。特别在公共交通规划、调度和运营管理方面取得了重要创新成果与实际应用。先后承担6项国家级课题和一系列省部级课题，近期还编制和完成了海口、荆门、等6个城市的公共交通专项规划。出版英文版专著1部，在包括Transportation Research Part B等学术期刊上发表学术论文60余篇，部分研究成果已入编中国科协技术协会主编的《运筹学学科发展报告（2012-2013）》。2005年在夏威夷获得国际运筹学会（IFORS）颁发的运筹学发展奖，2014年在巴塞罗那获得国际运筹学会颁发的运筹学发展奖提名奖，以及获得2014年中国运筹学会科学技术奖运筹学应用奖，同时，还获得2014年湖北省科协科技创新源泉工程
目錄：
第1章绪论
1.1引言
1.2历史发展
1.3基本概念与术语
1.4驾驶员调度问题模型
1.4.1整数规划模型
1.4.2特征模型
1.5驾驶员调度问题的复杂性
1.5.1大规模组合优化
1.5.2复杂约束
1.5.3多目标

第2章组合优化问题及常用求解方法
2.1组合优化问题简介
2.1.1最优化问题
2.1.2组合优化问题
2.2整数规划方法
2.2.1分支定界法
2.2.2列生成法
2.2.3列生成和行生成相结合的方法
2.3邻域搜索方法
2.3.1一般邻域搜索算法
2.3.2大规模变邻域算法
2.4进化计算方法
2.4.1遗传算法
2.4.2粒子群优化算法
2.4.3蚁群优化算法
2.4.4分布估计算法
2.5混合优化方法
第3章驾驶员调度方法研究综述
3.1驾驶员调度问题的求解模式
3.1.1构造型模式
3.1.2生成与选择两阶段模式
3.1.3构造与选择迭代模式
3.2早期的启发式方法
3.3传统的整数规划方法
3.4基于列生成技术的整数规划方法
3.5智能优化方法
3.5.1基于GA的驾驶员调度方法
3.5.2基于TS的驾驶员调度方法
3.5.3基于GRASP的驾驶员调度方法
3.5.4其他智能优化方法
3.6发展趋势及展望
3.6.1驾驶员调度方法的研究
3.6.2驾驶员调度问题的扩展

第4章驾驶员调度的整数规划方法
4.1基于分支定界的驾驶员调度方法
4.1.1算法框架
4.1.2分支定界策略
4.2基于列生成技术的驾驶员调度方法
4.2.1基于列生成技术的算法框架
4.2.2主要求解策略
4.2.3案例计算

4.3基于改进列生成技术的驾驶员调度方法
4.3.1改进列生成法的总体思路
4.3.2三种加速策略
4.3.3案例计算

第5章驾驶员调度的邻域搜索方法
5.1基于问题特征启发式的2opt方法
5.1.1问题建模和2opt方法框架
5.1.2交换连接
5.1.3替换换班点
5.1.4增加班次
5.1.5案例计算
5.2基于大规模变邻域搜索的方法
5.2.1TOPSIS班次评价方法
5.2.2变邻域结构设计
5.2.3基于变邻域结构的算法框架
5.2.4案例计算
5.3基于灰关联分析的变迭代贪婪驾驶员调度方法
5.3.1GRAVIG方法的主要思想
5.3.2GRAVIG方法设计
5.3.3案例计算

第6章驾驶员调度的进化计算方法
6.1自适应进化驾驶员调度方法
6.1.1新的驾驶员调度问题模型
6.1.2目标班次数目的计算
6.1.3染色体定义
6.1.4AECS方法设计
6.1.5案例计算
6.2基于分布估计的驾驶员调度方法
6.2.1EDA求解驾驶员调度的主要思想
6.2.2班次结构的评价规则
6.2.3EDA算法设计
6.2.4案例计算
6.3基于灰关联分析的进化驾驶员调度方法
6.3.1灰关联分析班次评价方法
6.3.2EGRA算法设计
6.3.3案例计算
第7章驾驶员调度的扩展问题及其方法
7.1带中式用餐的驾驶员调度问题
7.1.1问题描述
7.1.2基于生成与选择的问题模型
7.1.3换班机会集的筛选与驾驶员班次集的生成
7.1.4案例计算
7.2带附加约束的驾驶员调度问题
7.2.1五类典型附加约束
7.2.2带附加约束的扩展集覆盖模型
7.2.3基于列生成的求解方法
7.2.4案例计算
7.3带时间窗的驾驶员调度问题
7.3.1含时间窗的驾驶员调度问题模型
7.3.2基于禁忌搜索的构造式求解方法
7.3.3案例计算
7.4车辆与驾驶员集成调度问题
7.4.1公交车辆和驾驶员调度问题
7.4.2基于最小费用流的公交调度的集成设计
7.4.3公交集成调度模型
第8章驾驶员调度的商用软件系统
8.1英国的驾驶员调度系统（TRACS Ⅱ）
8.1.1研发背景
8.1.2系统结构和主要功能
8.2我国的智能公共交通调度系统（iPTS）
8.2.1研发背景
8.2.2系统结构和主要功能
8.2.3应用案例
8.2.4系统特点
参考文献
索引
附录A英汉排序与调度词汇
內容試閱：
公共交通是人们日常出行的主要方式，包括航空、铁路、水运、公路等交通方式。狭义的公共交通主要是指城市范围内定线运营的公共（电）汽车、轨道交通、渡轮、索道等交通方式。本书着重描述地面公共交通（包括城市常规公交、快速公交、电车、轻轨、地铁和铁路运输等）的驾驶员调度问题，水运的驾驶员调度问题可视为特例。

需要说明一下，本书阐述的驾驶员调度问题中的驾驶员是广义的概念，是对司机、公交售票员、机车乘务员和列车乘务员等的统称，属于公共交通运营企业中重要的人力资源。在不同的公共交通方式下，相应的人力资源调度问题，可以采用不同的习惯称谓，例如公交驾驶员调度、机车司机调度、列车乘务调度等。因此，本书中描述的驾驶员调度问题，亦可称为乘务调度问题。
随着我国城市化和机动化进程的迅猛发展，交通拥堵、交通事故和环境污染等问题日益严重，致使我国城市交通面临着严峻的挑战。优先发展公共交通是解决城市交通问题的根本出路，已成为我国城市交通发展的根本性战略。因此，如何大力发展公共交通，建设现代化、高品质的城市公共交通系统已成为我国经济社会发展中的重大理论和现实问题，亟待深入研究。我国在大力发展城市公共交通的同时，铁路客运专线建设亦发展迅猛，目前已实现全国成网的目标，并且客运专线仍在快速发展完善中。于是，研究与之相匹配的铁路客运调度（包括运行图编制和驾驶员调度等）理论与方法目前已经成为我国铁路研究领域亟待开展的重要课题。
公共交通调度是对公共交通企业运营资源进行优化配置，属于运筹学（operations research）领域的排序与调度（scheduling）问题。运筹学是第二次世界大战期间兴起的一门现代科学，首次把运作（operations）作为研究对象，是现代管理学的一门重要专业基础课。其主要目的是在决策时为管理人员提供科学依据，是实现有效管理、正确决策和现代化管理的重要方法之一。其中运作的时间安排就促成了排序与调度概念的建立与研究开展，并成为运筹学的重要组成部分。排序与调度问题的重要性和在理论上的难度被世界广泛认识，一直是研究热点。
公共交通调度问题主要是指对有限的资源，如车辆（公交车、电车、地铁、铁路机车和动车等）和人员（包括驾驶员、公交售票员和铁路乘务员等），加以合理运用和优化配置，完成给定的运营服务任务，要求满足可操作性、时空限制、劳动法规等多种约束，并且达到资源利用率最大化的目标。这是世界公认的困难的组合优化问题，自20世纪60年代起一直是运筹学和公共交通领域的热点问题，至今已研制出一系列求解方法并取得成功应用。实践已证明优化的公共交通调度方案能够降低运营成本，提高资源利用效益和公交服务水平。
公共交通调度问题由于具有巨大复杂性，一般被分解为如下三个子问题顺序求解： 车辆调度问题、驾驶员调度问题和驾驶员轮班问题。这三个子问题分别都是公共交通领域中备受关注的热点研究课题，也是公共交通企业的核心业务。其中，驾驶员调度问题（又称乘务调度问题）一般被认为最为复杂，因为其中驾驶班次的形成受到来自国家、地区和企业等的一系列劳动法规的约束，以及驾驶员对不同类型驾驶班次偏好的约束等。另外，驾驶员成本是公共交通企业的主要成本之一，例如在欧洲公交驾驶员成本一般占到企业总运营成本的45%，优化驾驶员调度方案有助于大幅度降低运营成本。因此，驾驶员调度问题一直是热门研究课题。
本书应用运筹学领域的组合优化理论与方法，专注研究公共交通驾驶员调度问题。全书共分为8章。第1章阐明公共交通驾驶员调度问题的研究背景、基础概念和问题模型，并说明驾驶员调度问题的复杂性。第2章介绍组合优化问题的常用方法，主要包括整数规划方法、邻域搜索、进化计算方法以及混合优化方法。第3章首先对既有研究进行总结归纳，阐述驾驶员调度问题的三种主要求解模式，再以典型求解方法为主线给出驾驶员调度问题研究的全面综述。本书前三章旨在帮助读者对驾驶调度问题、相关理论和求解方法有个宏观、全面的认识。第4章、第5章和第6章分别基于三种典型的组合优化方法： 整数规划方法、邻域搜索方法，以及进化计算方法，对驾驶员调度问题进行深入研究，每种方法都利用现实问题的案例进行计算，验证其有效性。第7章介绍扩展的驾驶员调度问题及其求解方法研究，旨在帮助读者了解不同应用需求可能导致的各种不同类型的驾驶员调度问题及其相应的求解方法。第8章介绍两个在国外和国内分别得到成功应用的公共交通驾驶员调度软件系统： TRACS Ⅱ系统和iPTS系统。本书的研究为有效提升我国公共交通驾驶员调度水平、降低运营成本提供理论和技术支撑。
本书中呈现的方法属于目前运筹学领域研究的热点范畴，虽然是为解决公共交通驾驶员调度而研制，但是其核心算法预计可以成功应用于其他NPhard问题，如车辆调度、物流货物配送、生产调度和医护人员排班等问题。本书的研究不仅丰富了驾驶员调度理论与方法研究，而且也丰富了运筹学理论与应用研究。
本书的第1章，第3章和第5~7章由沈吟东执笔，第2章、第4章和第8章由陈仕军执笔，全书由沈吟东统稿。
本书的内容包含作者近二十年来的研究成果。书稿撰写过程中，得到中国运筹学会排序分会的大力支持，特别感谢《排序与调度丛书》主编唐国春教授和编委会成员的大力支持和帮助，也感谢排序与调度同仁和各位审稿专家的帮助！还要特别感谢英国斯特林大学（University of Stirling）李荆鹏教授，华东师范大学吴贤毅教授和上海交通大学万国华教授对书稿进行的专业性审阅和修正，以及清华大学出版社在《排序与调度丛书》策划和成稿过程中的多次指导和建议！最后感谢在本书撰写期间曾给予过帮助的研究生们，感谢他们在资料和参考文献整理，以及书稿排版和校对等方面给予的大力帮助！
本书的研究也得到了一些基金项目的支持，包括十五国家科技攻关计划（批准号2002BA404A18B），国家自然科学基金面上项目（批准号70971044，70671045，71171087，71571076），国家自然科学基金青年项目（批准号71501064）等； 本书的出版还得到国家出版基金的支持。
本书撰写过程中，多次征求排序与调度领域多位老师的建议，同时认真考虑了多位审稿人的意见，多次修改，力求以主线清晰、逻辑严谨、内容丰富的方式，全面展示作者对驾驶员调度的研究成果，但仍不免会存在不足之处，敬请读者批评指正。
沈吟东
2018年7月于华中科技大学

 

 

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