中国社会快速发展,不断加快的城市化进程给城市轨道交通带来了广阔前景,同时也产生了严峻的挑战。由于城市轨道交通具有运量大,准点率高,速度快,绿色环保的优点,能有效缓解城市地面的拥堵情况,使得各大城市纷纷开始建设自己的城市轨道交通。行业整体的进步也对乘务排班提出了更高的要求,不仅要在运行图时刻表改动时尽快编制出排班计划,而且面对城市的复杂客流情况,如突发客流的频发给乘务排班造成了不小的麻烦。往常的手工编制方法耗时长,受编制人员的主观性影响过大,应对突发状况的能力差,已经不能满足灵活多变的实际情况,如何科学控制实际运营中由乘务人员产生的成本费用,实现乘务排班管理的自动化成为重点研究问题。本文在分析总结了国内外有关文献后,分析了城市轨道交通的乘务排班相关问题的细节内容。首先述明了其运输计划,表明了乘务计划是整个运输计划的关键。而乘务计划中最重要环节就是乘务排班计划。文章进而对乘务排班计划中的相关概念和内容进行分析,包括值乘方式、乘务片段、乘务任务、乘务轮班等重要概念,归纳出乘务排班问题所存在的限制因素较多,约束条件较复杂,目标多样化、综合化和求解规模大、求解过程复杂等特点。研究了城市轨道交通乘务排班计划的编制思路。继而在符合相关规定要求的前提下,根据乘务排班计划编制工作的现状,对城市轨道交通乘务排班计划的优化模型进行了构建。综合乘务片段与乘务作业段的时间约束和地点约束,把成本最小作为优化目标,构建了整数规划模型。阐明了乘务排班优化问题的性质和求解难度,并选择使用启发式算法中的蚁群算法来求解。讲解了选用算法的基本原理,比较显示了蚁群算法的特点,设计了修正的转移概率,减弱了题目的复杂程度,使算法搜索的目的性更加准确,为蚁群搜索路径提供更多可能,提升了路径的随机性,有效避免算法过早面临局部最优状态。最后通过对城市轨道交通运营实例的分析,应用改进的蚁群算法,对本文构建的城市轨道交通乘务排班模型进行求解。通过将求解结果获取的乘务排班计划与实际运营中的乘务排班计划数据相对比,分析得到了相关结论,从而验证了模型与算法的有效性。