乘务轮班计划是城市轨道交通运营组织的重要组成部分,是实现列车运行计划的最后关键步骤。乘务轮班计划是以乘务排班计划为基础,安排司机一段时间内值乘的工作方案。目前我国城市轨道交通乘务管理实践中,乘务轮班计划往往由一线工程师根据其丰富的乘务编制经验手工编制而成。手工编制的乘务轮班计划耗时较长,难以兼顾多种编制目标。为了便于操作,手工编制的轮班计划往往采用单一循环模式,灵活性较差,但其相对固定的模式与手工编制工作的特点相适应。本文参考了国内外轮班计划的研究成果,分析了既有乘务轮班计划的编制方法以及其组成与影响因素,建立了乘务轮班计划优化模型。本文主要工作包括：(1)建立周期循环和非循环两种模式的轮班模型。区别于既有单一循环模式,周期循环模式轮班模型考虑了外部条件的周期性,兼顾了平日运行计划和双休运行计划的差异,以轮班单元作为循环元素。非循环模式模型以周期循环模式为基础,不考虑外部条件的周期性,且不要求轮班计划的规律性,灵活性更强。(2)构造工作强度均衡和周末全休两种目标函数。工作强度均衡反应了公平性原则,避免出现乘务员过劳和劳动强度差异过大的情况：周末全休则是在工作强度均衡的基础上,尽量让乘务员在周末有连续两天休息的机会,从而有更多时间参与发生在周末的重要社交活动,体现乘务管理工作的人性化。(3)将轮班计划的编制分解为轮班划分和轮班分配两个阶段。每个目标函数、每种模式下的轮班模型都被分解为轮班划分子模型和轮班分配子模型,轮班划分阶段不区分同类型班次,轮班分配阶段将具体的班次分配到划分阶段的结果中。(4)设计智能算法求解所构建模型。设计嵌套模拟进化算法的混合粒子群优化算法求解不同模式、不同目标函数、不同阶段的轮班模型。本文通过实际案例验证了模型和算法的可行性和优越性。最终结果表明模型和算法在工作强度均衡这一目标上促成了轮班计划从均衡到更均衡的推进,而在周末全休的目标上则实现了从不考虑到兼顾再到更优的演变。