随着中国经济的发展,其轨道交通也有了进步,尤其是在地铁方面。地铁中司乘排班管理在整个运营环节十分重要,其复杂性也越来越大。在城市轨道交通运营管理中通过编制司乘排班计划实现司乘管理。地铁司乘管理主要是完成司乘乘务计划的编制,司乘乘务计划编制过程可分为乘务任务配对与乘务任务指派两个问题。针对乘务任务计划编制的大规模NP-Hard特点,为了提高司乘管理的效率和地铁运营的安全,有必要使用优化技术实现司乘管理的信息化和自动化。随着城轨运营装备水平的不断提升,在地铁车辆基地综合自动化系统和统一数据集成平台的基础上,原来的人工编制乘务计划逐渐发展为计算机辅助编制,但是还没有实现乘务计划的智能化和最优化。因此,本论文基于数学规划和启发式算法理论方法,依据交通运营高密度、长距离、大运量等特点,将乘务任务配对和乘务任务指派问题分别转化为集合划分覆盖和运输指派问题,并分别建立0-1整数规划模型,并设计遗传算法启发式算法求解。本论文是基于地铁司乘管理特点和国内外研究现状分析基础上,以提高地铁运行效率和安全为目的,对司乘乘务排班的优化理论进行研究。结合司乘排班计划管理相关业务进一步分析乘务任务配对与乘务任务指派两个问题,以运筹学中集合覆盖与分割模型、线性规划与整数规划的思维建立了乘务任务配对与乘务任务指派数学模型,针对模型的特点分别采用列生成结合遗传算法和基于规则启发式算法对模型进行求解,并通过相关地铁实际现场数据对模型和算法的可行性进行了验证。论文最后基于司乘管理相关的业务和理论基础对司乘管理信息系统进行需求设计,包括系统的功能结构、网络拓扑结构、数据库等,并通过C#软件编程语言和SQL2014数据库为开发环境实现了系统的功能,具体包括用户管理、数据管理、乘务计划管理、工具管理、乘务查询模块以及其他功能。