为学生提供校车服务是国家各级政府部门重视教育的体现,也是教育部门面临的新问题。合理规划校车线路能有效地减少车辆数,缩短行驶里程及提高学生的满意度等,从而降低运营成本,节省费用,提高资源利用率。国内外学者对校车路径的研究已有一些进展,但是由于现实的复杂性及需求的多样化使得单校校车问题仍有许多问题有待解决。校车路径规划是在满足一定的约束条件下(如车辆运载能力限制、送达时间限制等),使运输总成本与服务质量之间达到满意的均衡状态,属于车辆路径规划的一个分支。本文通过深入分析国内外的校车路径问题,选择单校校车路径规划问题作为研究对象。本文的主要研究工作如下:(1)对求解问题进行建模,并用改进的蚁群算法进行求解。针对单校校车路径规划问题,基于约束条件及优化目标,考虑交通拥堵状况和路质情况,建立了最小化校车数量及最小化校车行驶时间的混合整型规划模型,并用改进的蚁群算法进行求解。算法分为两个阶段,第一阶段对所有站点进行区域划分,以最小化车辆数为目标,把所有站点转化为若干个规模较小的区域,缩小了蚁群算法的搜索空间范围;第二阶段考虑交通拥堵和路质情况,利用蚁群算法进行区域内路线优化,实现每辆车的行驶时间最短。第一个阶段是路径优化的基础,第二个阶段在第一阶段分区的前提下求解每辆车的最优路径。(2)对仿真结果进行分析。首先对本文算法的各种参数进行分析,包括循环次数NC_max、蚂蚁数量m、期望启发因子β以及交通拥堵因子γ,通过这些参数的灵敏度分析验证了本文算法的稳定性。(3)实例验证。引用大连市第一中学的校车路径数据文献,利用本文的算法对该学校的路径进行优化,并与已有文献进行比较分析。结果表明,我们的算法整体上优于2-opt蚁群算法。本文设计的单校校车路径规划算法,保证了车辆数最少和校车行驶时间最短,提高了求解的质量,为进一步的算法设计奠定了基础。